Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7543983B2 - Structural Displacement Measurement System - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7543983B2 - Structural Displacement Measurement System - Google Patents

Structural Displacement Measurement System Download PDF

Info

Publication number
JP7543983B2
JP7543983B2 JP2021090467A JP2021090467A JP7543983B2 JP 7543983 B2 JP7543983 B2 JP 7543983B2 JP 2021090467 A JP2021090467 A JP 2021090467A JP 2021090467 A JP2021090467 A JP 2021090467A JP 7543983 B2 JP7543983 B2 JP 7543983B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser light
laser
light irradiation
irradiation means
displacement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021090467A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2022182749A (en
Inventor
裕明 田中
信秀 中村
智美 木本
丈広 高須賀
和人 伊佐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
JFE Engineering Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JFE Engineering Corp filed Critical JFE Engineering Corp
Priority to JP2021090467A priority Critical patent/JP7543983B2/en
Publication of JP2022182749A publication Critical patent/JP2022182749A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7543983B2 publication Critical patent/JP7543983B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Bridges Or Land Bridges (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

本発明は、構造物変位計測システムに関し、詳細には、構造物の変位の検出に好適に用いることができる構造物変位計測システムに関する。 The present invention relates to a structural displacement measurement system, and more particularly to a structural displacement measurement system that can be suitably used to detect the displacement of a structure.

工事中の橋梁の施工管理や供用開始後の橋梁の維持管理において、橋梁上部構造の鉛直変位の計測が行われており、その計測においては接触式変位計による計測だけでなく、レーザー照射装置を用いた非接触の計測も行われている(特許文献1)。 The vertical displacement of the bridge superstructure is measured during construction management of bridges during construction and during maintenance management of bridges after they are put into service. This measurement is not only performed using contact displacement meters, but also non-contact measurement using a laser irradiation device (Patent Document 1).

また、橋梁などの構造物の変位を、加速度センサーで測定した測定データをモニタリングすることで行うモニタリングシステムが知られている(特許文献2)。 A monitoring system is also known that measures the displacement of structures such as bridges by monitoring measurement data obtained using an acceleration sensor (Patent Document 2).

特開2000-249548号公報JP 2000-249548 A 特開2019-215203号公報JP 2019-215203 A

しかしながら、特許文献1に記載の技術は、レーザー光源を地面や橋梁に設置された足場など橋梁外に設置して外部から橋梁の変位を測定するものである。そのため、当該変位は、橋梁全体が地面に対して変位する変位量も含んで測定されることとなり、橋梁の特定箇所の変位を検出するには、それら変位量を考慮して補正を行うことが必要になるなど手間がかかる。また、測定対象が橋梁の中間部位などの局所的なたわみ変位などである場合にはレーザー光源設置のための特別な足場などが必要となったり、レーザー光源が橋梁外のため被測定箇所までの距離を長くとらざるを得なくなり、角度誤差など得られる変位データの精度誤差が大きくなるという問題もある。また、橋梁上部構造全体の変位性状を把握することについては考慮されていない。 However, the technology described in Patent Document 1 measures bridge displacement from the outside by installing a laser light source on the ground or on scaffolding installed outside the bridge. Therefore, the displacement measured includes the amount of displacement of the entire bridge relative to the ground, and detecting the displacement of a specific part of the bridge requires time-consuming corrections that take these amounts of displacement into account. In addition, if the measurement target is localized deflection displacement, such as in the middle of the bridge, special scaffolding is required to install the laser light source, and because the laser light source is outside the bridge, the distance to the measured point must be long, which creates problems such as large accuracy errors in the obtained displacement data, such as angle errors. In addition, no consideration is given to understanding the displacement characteristics of the entire bridge superstructure.

また、特許文献2に係る技術は加速度センサーから得られる加速度データに基づき構造物の変位をモニタリングするため、加速度データの経時変化を時間積分して取得することが必要であり、一定時間、ひいては常時、加速度データの取得動作を継続する必要があるため、計測をモニタしている時間的負担が大きい。 In addition, the technology disclosed in Patent Document 2 monitors the displacement of a structure based on acceleration data obtained from an acceleration sensor, so it is necessary to obtain the change in acceleration data over time by time integration, and since it is necessary to continue obtaining the acceleration data for a certain period of time, or even all the time, the time burden of monitoring the measurements is large.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、構造物のたわみ変位を計測する時間的負担が小さく、且つ、精度高く計測することができる構造物変位計測システムを提供することを課題とする。 The present invention was made in consideration of these points, and aims to provide a structure displacement measurement system that can measure the deflection displacement of a structure with a small time burden and high accuracy.

本発明は前記課題を解決する発明であり、例えば、以下の構造物変位計測システムである。 The present invention is an invention that solves the above problems, and is, for example, the following structural displacement measurement system.

即ち、本発明に係る構造物変位計測システムの第1の態様は、構造物上の部位の変位を計測する構造物変位計測システムであって、レーザー光を出射するレーザー発振部を有し、前記構造物上に配置されたレーザー光照射手段と、前記レーザー光照射手段から出射されるレーザー光の出射角度を所定角度に調整するレーザー角度調整手段と、前記レーザー光照射手段から出射されたレーザー光を受光するとともに、該レーザー光の受光位置を検出可能な受光部を有し、前記レーザー光照射手段から出射される前記レーザー光の出射方向に、前記レーザー光照射手段から所定距離離れて前記構造物上に配置されたターゲット部材と、第1の時間に前記レーザー光照射手段から出射され、前記レーザー角度調整手段で所定角度に調整されたレーザー光が前記ターゲット部材の前記受光部に受光されて得られる受光位置についての第1位置情報と、前記第1の時間後の第2の時間に前記レーザー光照射手段から出射され、前記レーザー角度調整手段で前記所定角度に調整されたレーザー光が前記ターゲット部材の前記受光部に受光されて得られる受光位置についての第2位置情報との差分情報から、前記ターゲット部材が配置された前記構造物上の部位の前記第1の時間から前記第2の時間までの所定方向の変位量を算出可能な変位量算出手段と、を有することを特徴とする構造物変位計測システムである。 That is, a first aspect of the structure displacement measurement system according to the present invention is a structure displacement measurement system for measuring the displacement of a portion on a structure, comprising: a laser beam irradiation means having a laser oscillator for emitting laser light and arranged on the structure; a laser angle adjustment means for adjusting the emission angle of the laser beam emitted from the laser beam irradiation means to a predetermined angle; a light receiving unit for receiving the laser beam emitted from the laser beam irradiation means and capable of detecting the receiving position of the laser beam; a target member arranged on the structure at a predetermined distance from the laser beam irradiation means in the emission direction of the laser beam emitted from the laser beam irradiation means; and a displacement amount calculation means capable of calculating the amount of displacement in a predetermined direction from the first time to the second time of a portion on the structure where the target member is placed, based on difference information between first position information about a light receiving position obtained when the laser light emitted from the laser light emitting means and adjusted to a predetermined angle by the laser angle adjustment means is received by the light receiving unit of the target member, and second position information about a light receiving position obtained when the laser light emitted from the laser light emitting means at a second time after the first time and adjusted to the predetermined angle by the laser angle adjustment means is received by the light receiving unit of the target member.

また、本発明に係る構造物変位計測システムの第2の態様は、構造物上の部位の変位を計測する構造物変位計測システムであって、レーザー光を出射するレーザー発振部を有し、前記構造物上に配置されたレーザー光照射手段と、前記レーザー光照射手段から出射されるレーザー光の出射角度を検出するレーザー角度検出手段と、前記レーザー光照射手段から出射される前記レーザー光の出射方向に、前記レーザー光照射手段から所定距離離れて前記構造物上に配置された、前記レーザー光を反射する反射部材と、前記構造物上の前記レーザー光照射手段に近接して配置され、前記反射部材で反射された前記レーザー光の反射光を受光するとともに、該反射光の受光位置を検出可能な反射光受光部と、前記レーザー角度検出手段で検出して得られるレーザー光の出射角度情報、および前記反射光受光部で受光した前記反射光の受光位置についての位置情報に基づいて前記反射部材が配置された構造物上の部位の所定方向の変位量を算出可能な変位量算出手段と、を有し、前記変位量算出手段は、第1の時間に前記レーザー光照射手段から出射されたレーザー光の出射角度を前記レーザー角度検出手段で検出して得られる第1出射角度と、前記第1の時間後の第2の時間に前記レーザー光照射手段から出射されたレーザー光の出射角度を前記レーザー角度検出手段で検出して得られる第2出射角度との出射角度差分情報、および前記第2の時間に出射された前記レーザー光が前記反射部材で反射して前記反射光受光部に受光されて得られる受光位置についての位置情報に基づいて、前記反射部材が配置された構造物上の部位の前記第1の時間から前記第2の時間までの所定方向の変位量を算出可能なことを特徴とする構造物変位計測システムである。 A second aspect of the structure displacement measurement system according to the present invention is a structure displacement measurement system for measuring the displacement of a portion on a structure, comprising: a laser beam emitting means arranged on the structure, the laser beam emitting means having a laser oscillator for emitting laser beam; a laser angle detection means for detecting the emission angle of the laser beam emitted from the laser beam emitting means; a reflecting member for reflecting the laser beam, arranged on the structure at a predetermined distance from the laser beam emitting means in the emission direction of the laser beam emitted from the laser beam emitting means; a reflected beam receiving unit arranged close to the laser beam emitting means on the structure, for receiving the reflected beam of the laser beam reflected by the reflecting member and capable of detecting the receiving position of the reflected beam; and a laser beam emitting angle information obtained by detection by the laser angle detection means and a laser beam receiving angle information of the reflected beam received by the reflected beam receiving unit. and a displacement amount calculation means capable of calculating the amount of displacement in a predetermined direction of a portion on the structure where the reflecting member is disposed based on position information about the light receiving position, the displacement amount calculation means being capable of calculating the amount of displacement in a predetermined direction of a portion on the structure where the reflecting member is disposed from the first time to the second time based on emission angle difference information between a first emission angle obtained by detecting the emission angle of the laser light emitted from the laser light emitting means at a first time with the laser angle detection means and a second emission angle obtained by detecting the emission angle of the laser light emitted from the laser light emitting means at a second time after the first time with the laser angle detection means, and position information about the light receiving position obtained when the laser light emitted at the second time is reflected by the reflecting member and received by the reflected light receiving unit.

また、本発明に係る構造物変位計測システムの第3の態様は、構造物上の部位の変位を計測する構造物変位計測システムであって、レーザー光を出射するレーザー発振部を有し、前記構造物上に配置されたレーザー光照射手段と、前記レーザー光照射手段から出射されたレーザー光を受光するとともに、該レーザー光の受光位置を検出可能な受光部を有し、前記レーザー光照射手段から出射される前記レーザー光の出射方向に、前記レーザー光照射手段から所定距離離れて前記構造物上に配置されたターゲット部材とを、それぞれn個(n≧2)ずつ有し、前記n個の前記レーザー光照射手段それぞれから出射されるレーザー光の出射角度を所定角度に調整するレーザー角度調整手段と、前記n個の前記ターゲット部材の前記受光部それぞれで得られる受光位置についての位置情報に基づいて、前記n個の前記ターゲット部材それぞれが配置された前記構造物上の部位の所定方向の変位量を算出可能な変位量算出手段と、を備え、前記n個の前記レーザー光照射手段と前記n個のターゲット部材のうち、第k番目(1≦k≦n)の前記レーザー光照射手段から第k(1≦k≦n)番目の前記ターゲット部材へと向かう方向は、前記第k番目の前記レーザー光照射手段から出射されるレーザー光の出射方向であり、且つ第1番目の前記レーザー光照射手段と第n番目の前記ターゲット部材との間の、前記所定方向と直交する一定の方向における距離Snが、以下の関係式1、即ち、

Figure 0007543983000001
(前記関係式1中、
L1は、1番目のレーザー光照射手段の配置位置と1番目のターゲット部材の配置位置との間の、前記所定方向と直交する一定の方向における距離であり、
Liは、i番目のレーザー光照射手段の配置位置とi番目のターゲット部材の配置位置との間の、前記所定方向と直交する一定の方向における距離であり、
Miは、i番目のターゲット部材の配置位置とi+1番目のレーザー光照射手段の配置位置との間の、前記所定方向と直交する一定の方向における距離である)
を満たすように配置され、前記変位量算出手段は、第1の時間に第(n-1)番目の前記レーザー光照射手段から前記レーザー角度調整手段で所定角度に調整されて出射したレーザー光が前記第(n-1)番目の前記ターゲット部材の前記受光部に受光されて得られる受光位置についての第1位置情報と、前記第1の時間後の第2の時間に前記第(n-1)番目の前記レーザー光照射手段から前記レーザー角度調整手段で前記所定角度に調整されて出射したレーザー光が前記第(n-1)番目の前記ターゲット部材の前記受光部に受光されて得られる受光位置についての第2位置情報との差分情報に基づいて、前記第(n-1)番目の前記ターゲット部材が配置された前記構造物上の部位の前記第1の時間から前記第2の時間までの第(n-1)構造変位量を算出可能であり、また、前記第1の時間に第n番目の前記レーザー光照射手段から前記レーザー角度調整手段で所定角度に調整されて出射したレーザー光が前記第n番目の前記ターゲット部材の前記受光部に受光されて得られる受光位置についての第1位置情報と、前記第1の時間後の第2の時間に前記第n番目の前記レーザー照射手段から前記レーザー角度調整手段で前記所定角度に調整されて出射したレーザー光が前記第n番目の前記ターゲット部材の前記受光部に受光されて得られる受光位置についての第2位置情報との差分情報に基づいて、前記第n番目の前記ターゲット部材が配置された前記構造物上の部位の前記第1の時間から前記第2の時間までの第n構造変位量を算出可能であることを特徴とする構造物変位計測システムである。 A third aspect of the structure displacement measurement system according to the present invention is a structure displacement measurement system for measuring the displacement of a portion on a structure, comprising: laser light irradiating means having a laser oscillator unit for emitting laser light, and arranged on the structure; a light receiving unit for receiving the laser light emitted from the laser light irradiating means and capable of detecting a receiving position of the laser light, and n (n≧2) target members arranged on the structure at a predetermined distance from the laser light irradiating means in the emission direction of the laser light emitted from the laser light irradiating means; laser angle adjustment means for adjusting the emission angle of the laser light emitted from each of the n laser light irradiating means to a predetermined angle; and a displacement amount calculation means capable of calculating a displacement amount in a predetermined direction of a portion on the structure where each of the n target members is arranged, based on position information on the light receiving positions obtained by each of the light receiving units of the n target members, wherein a direction from a kth (1≦k≦n) laser light irradiation means to a kth (1≦k≦n) target member among the n laser light irradiation means and the n target members is an emission direction of a laser light emitted from the kth laser light irradiation means, and a distance Sn between a first laser light irradiation means and the nth target member in a certain direction perpendicular to the predetermined direction is expressed by the following relational expression 1, i.e.,
Figure 0007543983000001
(In the above Relational Formula 1,
L1 is the distance between the arrangement position of the first laser light irradiation means and the arrangement position of the first target member in a certain direction perpendicular to the predetermined direction,
Li is the distance between the arrangement position of the i-th laser light irradiation means and the arrangement position of the i-th target member in a certain direction perpendicular to the predetermined direction,
Mi is the distance between the position of the i-th target member and the position of the (i+1)-th laser light irradiation means in a certain direction perpendicular to the predetermined direction.
the (n-1)th target member is disposed so as to satisfy the above condition, and the displacement amount calculation means calculates a (n-1)th structural displacement from the first time to the second time of a portion on the structure where the (n-1)th target member is disposed, based on difference information between first position information on a light receiving position obtained when a laser beam adjusted to a predetermined angle by the laser angle adjustment means and emitted from the (n-1)th laser light irradiating means at a first time is received by the light receiving unit of the (n-1)th target member, and second position information on a light receiving position obtained when a laser beam adjusted to the predetermined angle by the laser angle adjustment means and emitted from the (n-1)th laser light irradiating means at a second time after the first time is received by the light receiving unit of the (n-1)th target member. and is capable of calculating an n-th structural displacement amount from the first time to the second time of a portion on the structure where the n-th target member is located, based on difference information between first position information about a light-receiving position obtained when the laser light emitted from the n-th laser light irradiating means after being adjusted to a predetermined angle by the laser angle adjustment means at the first time is received by the light-receiving unit of the n-th target member, and second position information about a light-receiving position obtained when the laser light emitted from the n-th laser irradiating means after being adjusted to the predetermined angle by the laser angle adjustment means at a second time after the first time is received by the light-receiving unit of the n-th target member.

ここで、「前記所定方向と直交する一定の方向における距離Sn」とは、第1番目の前記レーザー光照射手段から第n番目のターゲット部材までの、変位測定する方向と直交する一定の方向における距離のことであり、例えば、橋梁の上部構造上の部位の鉛直方向の変位量を算出する場合には、鉛直方向と直交する一定の方向、つまり一定の水平方向における距離をいう。この場合、レーザー光照射手段と、レーザー光を受光するターゲット部材とが一定の水平方向から角度を以て配置されている場合でも、「所定方向と直交する一定の方向における距離Sn」は、当該一定の水平方向における距離をいう。 Here, "distance Sn in a fixed direction perpendicular to the specified direction" refers to the distance from the first laser light emitting means to the nth target member in a fixed direction perpendicular to the direction in which displacement is measured. For example, when calculating the vertical displacement of a part on the superstructure of a bridge, it refers to the distance in a fixed direction perpendicular to the vertical direction, i.e., in a fixed horizontal direction. In this case, even if the laser light emitting means and the target member that receives the laser light are positioned at an angle from a fixed horizontal direction, "distance Sn in a fixed direction perpendicular to the specified direction" refers to the distance in that fixed horizontal direction.

また、橋梁の上部構造上の部位の鉛直方向の変位量を算出する場合、「前記所定方向と直交する一定の方向」となる一定の水平方向を、例えば、当該橋梁の橋軸方向とすることができ、この場合、当該橋梁の橋軸方向の所定の範囲について、当該橋梁の上部構造における鉛直方向の変位量の分布を算出することができる。 In addition, when calculating the vertical displacement of a part on the superstructure of a bridge, a certain horizontal direction that is a "certain direction perpendicular to the specified direction" can be, for example, the bridge axis direction of the bridge, and in this case, the distribution of the vertical displacement of the superstructure of the bridge can be calculated for a specified range in the bridge axis direction of the bridge.

また、前記関係式1を「満たすように配置され、」と記載しているが、レーザー照射手段やターゲット部材の多少の配置ずれ、誤差等により前記関係式1を満たさないものであっても、本願発明の効果を奏する範囲のものであれば、本発明に係る構造物変位計測システムの第3の態様の範囲内であることは言うまでもない。 In addition, although it is stated that the relational expression 1 is "arranged so as to satisfy," it goes without saying that even if the relational expression 1 is not satisfied due to slight misalignment or error of the laser irradiation means or target member, as long as the effect of the present invention is within the scope of the third aspect of the structure displacement measurement system according to the present invention.

また、本発明に係る構造物変位計測システムの第4の態様は、構造物上の部位の変位を計測する構造物変位計測システムであって、レーザー光を出射するレーザー発振部を有し、前記構造物上に配置されたレーザー光照射手段、前記レーザー光照射手段から出射される前記レーザー光の出射方向に、前記レーザー光照射手段から所定距離離れて前記構造物上に配置された、前記レーザー光を反射する反射部材、及び前記構造物上の前記レーザー光照射手段それぞれに近接して配置され、前記反射部材で反射された前記レーザー光の反射光を受光するとともに、該反射光の受光位置を検出可能な反射光受光部を、それぞれn個(n≧2)ずつ有し、前記n個の前記レーザー光照射手段それぞれから出射されるレーザー光の出射角度を検出するレーザー角度検出手段と、前記レーザー角度検出手段で検出して得られる、前記n個の前記レーザー光照射手段から出射されるレーザー光それぞれの出射角度情報、および前記n個の前記反射光受光部それぞれで得られる前記反射光の受光位置についての位置情報に基づいて、前記n個の前記反射部材それぞれが配置された構造物上の部位の所定方向の変位量を算出可能な変位量算出手段と、を備え、前記n個の前記レーザー光照射手段及び前記n個の前記反射部材のうち、第k番目(1≦k≦n)の前記レーザー光照射手段から第k番目(1≦k≦n)の前記反射部材へと向かう方向は、第k番目の前記レーザー光照射手段から出射されるレーザー光の出射方向であり、且つ第1番目の前記レーザー光照射手段と第n番目の前記反射部材との間の、前記所定方向と直交する一定の方向における距離Snが、以下の関係式2、即ち、

Figure 0007543983000002
(前記関係式2中、
L1は、1番目のレーザー光照射手段の配置位置と1番目の反射部材の配置位置との間の、前記所定方向と直交する一定の方向における距離であり、
Liは、i番目のレーザー光照射手段の配置位置とi番目の反射部材の配置位置との間の、前記所定方向と直交する一定の方向における距離であり、
Miは、i番目の反射部材の配置位置とi+1番目のレーザー光照射手段の配置位置との間の、前記所定方向と直交する一定の方向における距離である)
を満たすように配置され、前記変位量算出手段は、第1の時間に第(n-1)番目の前記レーザー光照射手段から出射したレーザー光の出射角度を前記レーザー角度検出手段で検出して得られる第1出射角度と、前記第1の時間後の第2の時間に前記第(n-1)番目の前記レーザー光照射手段から出射したレーザー光の出射角度を前記レーザー角度検出手段で検出して得られる第2出射角度との出射角度差分情報、および前記第2の時間に前記第(n-1)番目の前記レーザー光照射手段から出射したレーザー光が前記第(n-1)番目の前記反射部材で反射して前記第(n-1)番目の前記反射光受光部に受光されて得られる受光位置についての位置情報に基づいて、前記第(n-1)番目の前記反射部材が配置された前記構造物上の部位の前記第1の時間から前記第2の時間までの第(n-1)構造変位量を算出可能であり、また、前記第1の時間に前記第n番目の前記レーザー光照射手段から出射したレーザー光の出射角度を前記レーザー角度検出手段で検出して得られる第1出射角度と、前記第1の時間後の第2の時間に前記第n番目の前記レーザー光照射手段から出射したレーザー光の出射角度を前記レーザー角度検出手段で検出して得られる第2出射角度との出射角度差分情報、および前記第2の時間に前記第n番目の前記レーザー光照射手段から出射したレーザー光が前記第n番目の前記反射部材で反射して前記第n番目の前記反射光受光部に受光されて得られる受光位置についての位置情報に基づいて、前記第n番目の前記反射部材が配置された前記構造物上の部位の前記第1の時間から前記第2の時間までの第n構造変位量を算出可能であることを特徴とする構造物変位計測システムである。 A fourth aspect of the structure displacement measurement system according to the present invention is a structure displacement measurement system for measuring the displacement of a portion on a structure, the system comprising: laser light irradiating means having a laser oscillator for emitting laser light and arranged on the structure; a reflecting member for reflecting the laser light, arranged on the structure at a predetermined distance from the laser light irradiating means in the emission direction of the laser light emitted from the laser light irradiating means; and n (n≧2) reflected light receiving units arranged close to each of the laser light irradiating means on the structure, receiving reflected light of the laser light reflected by the reflecting member and capable of detecting a receiving position of the reflected light, the system comprising: laser angle detection means for detecting an emission angle of the laser light emitted from each of the n laser light irradiating means; and a displacement amount calculation means capable of calculating a displacement amount in a predetermined direction of a portion on a structure at which each of the n reflecting members is arranged, based on emission angle information of each of the laser beams emitted from the n laser beam emitting means, which is obtained by detection by the emitting means, and position information on a receiving position of the reflected light, which is obtained by each of the n reflected light receiving units, wherein a direction from a k-th (1≦k≦n) laser beam emitting means to a k-th (1≦k≦n) reflecting member among the n laser beam emitting means and the n reflecting members is an emission direction of a laser beam emitted from the k-th laser beam emitting means, and a distance Sn between a first laser beam emitting means and the n-th reflecting member in a certain direction perpendicular to the predetermined direction is expressed by the following Relational Formula 2, i.e.,
Figure 0007543983000002
(In the above-mentioned Relational Formula 2,
L1 is the distance between the arrangement position of the first laser light irradiation means and the arrangement position of the first reflecting member in a certain direction perpendicular to the predetermined direction,
Li is the distance between the position of the i-th laser light irradiation means and the position of the i-th reflecting member in a certain direction perpendicular to the predetermined direction,
Mi is the distance between the position of the i-th reflecting member and the position of the (i+1)-th laser light irradiating means in a certain direction perpendicular to the predetermined direction.
the displacement amount calculation means calculates a (n-1)th structural displacement from the first time to the second time of a portion on the structure where the (n-1)th reflecting member is disposed, based on emission angle difference information between a first emission angle obtained by detecting an emission angle of the laser light emitted from the (n-1)th laser light emitting means at a first time with the laser angle detection means and a second emission angle obtained by detecting an emission angle of the laser light emitted from the (n-1)th laser light emitting means at a second time after the first time with the laser angle detection means, and position information on a light receiving position obtained by the laser light emitted from the (n-1)th laser light emitting means at the second time being reflected by the (n-1)th reflecting member and received by the (n-1)th reflected light receiving unit. and is capable of calculating an n-th structural displacement amount from the first time to the second time of a portion on the structure at which the nth reflecting member is disposed, based on emission angle difference information between a first emission angle obtained by detecting with the laser angle detection means the emission angle of the laser light emitted from the nth laser light emitting means at the first time and a second emission angle obtained by detecting with the laser angle detection means the emission angle of the laser light emitted from the nth laser light emitting means at a second time after the first time, and position information on a light receiving position obtained when the laser light emitted from the nth laser light emitting means at the second time is reflected by the nth reflecting member and received by the nth reflected light receiving unit.

ここで、「所定方向と直交する一定の方向における距離Sn」とは、第1番目の前記レーザー光照射手段から第n番目の反射部材までの、変位測定する方向と直交する一定の方向における距離のことであり、例えば、橋梁の上部構造上の部位の鉛直方向の変位量を算出する場合には、鉛直方向と直交する一定の方向、つまり一定の水平方向における距離をいう。この場合、レーザー光照射手段と、レーザー光を反射する反射部材とが一定の水平方向から角度を以て配置されている場合でも、「所定方向と直交する一定の方向における距離Sn」は、当該一定の水平方向における距離をいう。 Here, "distance Sn in a certain direction perpendicular to the specified direction" refers to the distance from the first laser light emitting means to the nth reflecting member in a certain direction perpendicular to the direction in which the displacement is measured. For example, when calculating the vertical displacement of a part on the superstructure of a bridge, it refers to the distance in a certain direction perpendicular to the vertical direction, that is, in a certain horizontal direction. In this case, even if the laser light emitting means and the reflecting member that reflects the laser light are arranged at an angle from a certain horizontal direction, "distance Sn in a certain direction perpendicular to the specified direction" refers to the distance in that certain horizontal direction.

また、橋梁の上部構造上の部位の鉛直方向の変位量を算出する場合、「前記所定方向と直交する一定の方向」となる一定の水平方向を、例えば、当該橋梁の橋軸方向とすることができ、この場合、当該橋梁の橋軸方向の所定の範囲について、当該橋梁の上部構造における鉛直方向の変位量の分布を算出することができる。 In addition, when calculating the vertical displacement of a part on the superstructure of a bridge, a certain horizontal direction that is a "certain direction perpendicular to the specified direction" can be, for example, the bridge axis direction of the bridge, and in this case, the distribution of the vertical displacement of the superstructure of the bridge can be calculated for a specified range in the bridge axis direction of the bridge.

また、前記関係式2を「満たすように配置され、」と記載しているが、レーザー照射手段や反射部材の多少の配置ずれ、誤差等により前記関係式2を満たさないものであっても、本願発明の効果を奏する範囲のものであれば、本発明に係る構造物変位計測システムの第4の態様の範囲内であることは言うまでもない。 In addition, although it is stated that the above-mentioned relational expression 2 is "arranged so as to satisfy," it goes without saying that even if the above-mentioned relational expression 2 is not satisfied due to some misalignment or error in the positioning of the laser irradiation means or the reflecting member, as long as the effect of the present invention is within the scope of the fourth aspect of the structure displacement measurement system according to the present invention.

なお、第5の態様として、前記第1の態様の構造物変位計測システムの前記変位量算出手段で算出可能な前記所定方向の変位量は、前記ターゲット部材が配置された前記構造物上の部位の鉛直方向成分の変位量であってもよい。 In addition, as a fifth aspect, the displacement amount in the specified direction that can be calculated by the displacement amount calculation means of the structure displacement measurement system of the first aspect may be the displacement amount of the vertical component of the part on the structure where the target member is placed.

また、第6の態様として、前記第2の態様の構造物変位計測システムの前記変位量算出手段で算出可能な前記所定方向の変位量は、前記反射部材が配置された前記構造物上の部位の鉛直方向成分の変位量であってもよい。 In a sixth aspect, the displacement in the specified direction that can be calculated by the displacement amount calculation means of the structure displacement measurement system of the second aspect may be the displacement amount of the vertical component of the portion on the structure where the reflecting member is arranged.

また、第7の態様として、前記第3の態様の構造物変位計測システムの前記変位量算出手段で算出可能な前記第(n-1)構造変位量と前記第n構造変位量は、前記ターゲット部材が配置された前記構造物上の部位の鉛直方向成分の変位量であってもよい。 In a seventh aspect, the (n-1) structural displacement amount and the n structural displacement amount that can be calculated by the displacement amount calculation means of the structural displacement measurement system of the third aspect may be the displacement amount of the vertical component of the portion on the structure where the target member is placed.

また、第8の態様として、前記第4の態様の構造物変位計測システムの前記変位量算出手段で算出可能な前記第(n-1)構造変位量と前記第n構造変位量は、前記反射部材が配置された前記構造物上の部位の鉛直方向成分の変位量であってもよい。 In an eighth aspect, the (n-1) structural displacement amount and the n structural displacement amount that can be calculated by the displacement amount calculation means of the structural displacement measurement system of the fourth aspect may be the displacement amount of the vertical component of the portion on the structure where the reflecting member is arranged.

また、第9の態様として、前記第5の態様の構造物変位計測システムにおいて、前記構造物は橋梁の上部構造であり、該上部構造は主桁を有し、前記レーザー光照射手段は前記上部構造の前記主桁に配置され、前記ターゲット部材は前記レーザー光照射手段から前記主桁の長手方向に所定距離離れて前記主桁と同一の一つの主桁に設置されており、前記変位量算出手段は、前記ターゲット部材が配置された前記主桁上の部位の鉛直方向成分の変位量を算出可能である、ように構成してもよい。 As a ninth aspect, in the structure displacement measurement system of the fifth aspect, the structure may be a superstructure of a bridge, the superstructure having a main girder, the laser light emitting means is disposed on the main girder of the superstructure, the target member is installed on one main girder that is the same as the main girder and is spaced a predetermined distance from the laser light emitting means in the longitudinal direction of the main girder, and the displacement amount calculation means may be configured to calculate the displacement amount of the vertical component of the portion on the main girder where the target member is disposed.

ここで、本願において主桁とは、当該橋梁の上部構造の主要構造部材で、当該橋梁の橋軸方向に延びる部材であり、当該橋梁の上部構造に加わる鉛直荷重を支持して下部構造へ伝達する部材のことである。 In this application, the term "main girder" refers to the main structural member of the superstructure of the bridge, which extends in the bridge axis direction of the bridge and supports the vertical load applied to the superstructure of the bridge and transmits it to the substructure.

また、主桁の長手方向は、当該主桁がたわんでいる場合は、その接線方向のことを意味するものとする。本願の他の箇所の同様の記載も同様に解釈するものとする。 In addition, the longitudinal direction of the main girder means the tangential direction when the main girder is bent. Similar descriptions in other parts of this application shall be interpreted in the same manner.

また、第10の態様として、前記第6の態様の構造物変位計測システムにおいて、前記構造物は橋梁の上部構造であり、該上部構造は主桁を有し、前記レーザー光照射手段は前記上部構造の前記主桁に配置され、前記反射部材は前記レーザー光照射手段から前記主桁の長手方向に所定距離離れて前記主桁と同一の一つの主桁に設置されており、前記変位量算出手段は、前記反射部材が配置された前記主桁上の部位の鉛直方向成分の変位量を算出可能である、ように構成してもよい。 In addition, as a tenth aspect, in the structure displacement measurement system of the sixth aspect, the structure may be a superstructure of a bridge, the superstructure having a main girder, the laser light emitting means is disposed on the main girder of the superstructure, the reflecting member is installed on one main girder that is the same as the main girder and is spaced a predetermined distance from the laser light emitting means in the longitudinal direction of the main girder, and the displacement amount calculation means may be configured to be capable of calculating the displacement amount of the vertical component of the portion on the main girder where the reflecting member is disposed.

また、第11の態様として、前記第7の態様の構造物変位計測システムにおいて、前記構造物は橋梁の上部構造であり、該上部構造は主桁を有し、前記n個の前記レーザー光照射手段は全て前記上部構造の前記主桁のうちの同一の一つの主桁に配置され、前記n個の前記ターゲット部材のそれぞれは、前記n個の前記レーザー光照射手段それぞれから前記同一の一つの主桁の長手方向に所定距離離れて前記同一の一つの主桁に配置されており、前記変位量算出手段は、前記ターゲット部材が配置された前記主桁上の部位の鉛直方向成分の変位量を算出可能である、ように構成してもよい。 In an eleventh aspect, in the structure displacement measurement system of the seventh aspect, the structure may be a superstructure of a bridge, the superstructure having a main girder, the n laser light emitting means are all arranged on one of the main girders of the superstructure, each of the n target members is arranged on the same one of the main girders at a predetermined distance in the longitudinal direction of the same one of the main girders from each of the n laser light emitting means, and the displacement amount calculation means may be configured to calculate the displacement amount of the vertical component of the portion on the main girder where the target member is arranged.

また、第12の態様として、前記第8の態様の構造物変位計測システムにおいて、前記構造物は橋梁の上部構造であり、該上部構造は主桁を有し、前記n個の前記レーザー光照射手段は全て前記上部構造の前記主桁のうちの同一の一つの主桁に配置され、前記n個の前記反射部材のそれぞれは、前記n個の前記レーザー光照射手段それぞれから前記同一の一つの主桁の長手方向に所定距離離れて前記同一の一つの主桁に配置されており、前記変位量算出手段は、前記反射部材が配置された前記主桁上の部位の鉛直方向成分の変位量を算出可能である、ように構成してもよい。 In addition, as a twelfth aspect, in the structure displacement measurement system of the eighth aspect, the structure may be a superstructure of a bridge, the superstructure having a main girder, the n laser light emitting means are all arranged on one of the main girders of the superstructure, each of the n reflecting members is arranged on the same one of the main girders at a predetermined distance in the longitudinal direction of the same one of the main girders from each of the n laser light emitting means, and the displacement amount calculation means may be configured to calculate the displacement amount of the vertical component of the portion on the main girder where the reflecting member is arranged.

また、第13の態様として、前記第11又は第12の態様の構造物変位計測システムにおいて、前記n個の前記レーザー光照射手段のうち、第1番目の前記レーザー光照射手段は、橋梁の下部構造の支承付近に配置されていてもよい。 In addition, as a thirteenth aspect, in the structure displacement measurement system of the eleventh or twelfth aspect, the first of the n laser light irradiation means may be disposed near a support of the substructure of the bridge.

このように第1番目のレーザー光照射手段を、比較的変位の少ない橋梁の下部構造の支承付近に配置することにより、当該第1番目のレーザー光照射手段の配置位置から、任意の距離にある橋梁の所定部位における絶対変位量を精度よく算出することが可能となる。 In this way, by placing the first laser light irradiation means near the support of the bridge's substructure, where displacement is relatively small, it becomes possible to accurately calculate the absolute displacement amount at a specific part of the bridge at any distance from the position where the first laser light irradiation means is placed.

また、第14の態様として、前記第9又は第11の態様の構造物変位計測システムにおいて、前記レーザー光照射手段および前記ターゲット部材は、前記同一の一つの主桁の下面に設置されていてもよい。 In addition, as a fourteenth aspect, in the structural displacement measurement system of the ninth or eleventh aspect, the laser light irradiation means and the target member may be installed on the underside of the same main girder.

また、第15の態様として、前記第10又は第12の態様の構造物変位計測システムにおいて、前記レーザー光照射手段および前記反射部材は、前記同一の一つの主桁の下面に設置されていてもよい。 In addition, as a fifteenth aspect, in the structural displacement measurement system of the tenth or twelfth aspect, the laser light irradiation means and the reflecting member may be installed on the underside of the same main girder.

また、第16の態様として、前記第13の態様の構造物変位計測システムにおいて、前記距離Snは、前記同一の一つの主桁の長手方向全長にほぼ等しくてもよく、かかる構成により、当該システムが搭載される橋梁全長の変位分布を把握することができる。即ち、「前記距離Snは、前記同一の一つの主桁の長手方向全長にほぼ等しい」とは、前記同一の一つの主桁の長手方向全長の各部にわたって、鉛直方向成分の変位量を所定以上の精度で推定可能とするのに必要な長さを、前記距離Snが有しているということを意味する。 As a sixteenth aspect, in the structure displacement measurement system of the thirteenth aspect, the distance Sn may be approximately equal to the entire longitudinal length of the same main girder, and this configuration makes it possible to grasp the displacement distribution over the entire length of the bridge on which the system is mounted. In other words, "the distance Sn is approximately equal to the entire longitudinal length of the same main girder" means that the distance Sn has a length necessary to enable the amount of displacement of the vertical component to be estimated with a predetermined degree of accuracy or higher over each part of the entire longitudinal length of the same main girder.

また、第17の態様として、前記第1~16の態様の構造物変位計測システムにおいて、前記変位量算出手段は、外部接続可能なコンピュータであってもよい。 As a seventeenth aspect, in the structure displacement measurement system according to any one of the first to sixteenth aspects, the displacement amount calculation means may be an externally connectable computer.

なお、前記レーザー光照射手段は、出射するレーザー光の出射角度検出手段として、傾斜センサーを搭載するように構成してもよい。 The laser light irradiating means may be configured to include a tilt sensor as a means for detecting the emission angle of the emitted laser light.

本発明によれば、構造物のたわみ変位を計測する時間的負担が小さく、且つ、精度高く計測することができる構造物変位計測システムを提供することができる。 The present invention provides a structure displacement measurement system that can measure the deflection displacement of a structure with a small time burden and high accuracy.

本発明の第1実施形態に係る構造物変位計測システム10を模式的に示す側面図FIG. 1 is a side view illustrating a structure displacement measurement system 10 according to a first embodiment of the present invention. 実際の計測を行う際に用いる一般的な機器類も追記した本第1実施形態に係る構造物変位計測システム10のシステム概略構成図FIG. 1 is a schematic diagram of a structure displacement measurement system 10 according to the first embodiment, in which general equipment used in actual measurements is also shown. 実際の計測を行う際に用いる一般的な機器類も追記した本第1実施形態に係る構造物変位計測システム10のブロック図FIG. 1 is a block diagram of a structure displacement measurement system 10 according to the first embodiment, to which general equipment used in actual measurement is added. 橋梁100の上部構造102の主桁104における反射部材14の設置地点である位置P2に、相対的な鉛直変位v(主桁104の下面へのレーザー光照射手段12の設置位置(位置P1)に対する、主桁104の下面への反射部材14の設置位置(位置P2)の鉛直方向の位置座標の差)が生じた状態を示す側面図A side view showing a state in which a relative vertical displacement v (a difference in vertical position coordinates between the installation position (position P2) of the reflecting member 14 on the underside of the main girder 104 and the installation position (position P1) of the laser light irradiation means 12 on the underside of the main girder 104) occurs at position P2, which is the installation point of the reflecting member 14 on the main girder 104 of the superstructure 102 of the bridge 100. 本発明の第2実施形態に係る構造物変位計測システム20を模式的に示す側面図FIG. 13 is a side view diagrammatically illustrating a structure displacement measuring system 20 according to a second embodiment of the present invention. 実際の計測を行う際に用いる一般的な機器類も追記した本第2実施形態に係る構造物変位計測システム20のシステム概略構成図FIG. 1 is a schematic diagram of a structure displacement measurement system 20 according to the second embodiment, in which general equipment used in actual measurements is also shown. 実際の計測を行う際に用いる一般的な機器類も追記した本第2実施形態に係る構造物変位計測システム20のブロック図FIG. 1 is a block diagram of a structure displacement measurement system 20 according to the second embodiment, to which general equipment used in actual measurement is added. 橋梁100の上部構造102の主桁104におけるターゲット24の設置地点である位置P2に、相対的な鉛直変位v(主桁104の下面へのレーザー光照射手段22の設置位置(位置P1)に対する、主桁104の下面へのターゲット24の設置位置(位置P2)の鉛直方向の位置座標の差)が生じた状態を示す側面図FIG. 1 is a side view showing a state in which a relative vertical displacement v (a difference in vertical position coordinates between the installation position (position P2) of the target 24 on the underside of the main girder 104 and the installation position (position P1) of the laser light irradiation means 22 on the underside of the main girder 104) occurs at position P2, which is the installation point of the target 24 on the underside of the main girder 104 of the superstructure 102 of the bridge 100. 本発明の第3実施形態に係る構造物変位計測システム40を模式的に示す下面図FIG. 13 is a bottom view illustrating a structure displacement measurement system 40 according to a third embodiment of the present invention. 本第3実施形態に係る構造物変位計測システム40を適用した橋梁100の上部構造102の鉛直断面図(図9のX-X線で鉛直方向に切断した断面図)A vertical cross-sectional view of the superstructure 102 of the bridge 100 to which the structure displacement measurement system 40 according to the third embodiment is applied (a cross-sectional view cut vertically along line XX in FIG. 9 ). 図10のXI部を拡大して示す拡大鉛直断面図FIG. 11 is an enlarged vertical cross-sectional view showing a portion XI of FIG. 変位計測手段42が4組の場合(n=4の場合)についての側面図であり、橋梁100の上部構造102の主桁104におけるターゲット24の設置地点である位置P11、P12、P13、P14に、レーザー光Lhの発振点に対する相対的な鉛直変位v1、v2、v3、v4が生じた状態を示す側面図FIG. 1 is a side view showing a case where there are four sets of displacement measuring means 42 (n=4), and shows a state where relative vertical displacements v1, v2, v3, and v4 occur at positions P11, P12, P13, and P14, which are installation points of targets 24 on the main girder 104 of the superstructure 102 of the bridge 100, with respect to the emission point of the laser light Lh. 橋梁100の上部構造102の全体の鉛直方向の変形状態を模式的に示す側面図FIG. 1 is a side view showing a schematic diagram of deformation of the entire superstructure 102 of a bridge 100 in the vertical direction. 本発明の第4実施形態に係る構造物変位計測システム50を模式的に示す側面図FIG. 13 is a side view diagrammatically illustrating a structure displacement measuring system 50 according to a fourth embodiment of the present invention. 本発明の第5実施形態に係る構造物変位計測システム60を模式的に示す側面図FIG. 13 is a side view diagrammatically illustrating a structure displacement measuring system 60 according to a fifth embodiment of the present invention.

以下、図面を参照して、本発明に係る構造物変位計測システムの実施形態を詳細に説明する。 Below, an embodiment of the structure displacement measurement system according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(1)第1実施形態
図1は、本発明の第1実施形態に係る構造物変位計測システム10を模式的に示す側面図であり、図2は、実際の計測を行う際に用いる一般的な機器類も追記した本第1実施形態に係る構造物変位計測システム10のシステム概略構成図であり、図3は、実際の計測を行う際に用いる一般的な機器類も追記した本第1実施形態に係る構造物変位計測システム10のブロック図である。図1は、主桁104に荷重が加わっていない状態を示しており、主桁104にたわみが生じていない状態を示している。
(1) First embodiment Fig. 1 is a side view showing a structure displacement measurement system 10 according to a first embodiment of the present invention, Fig. 2 is a schematic system configuration diagram of the structure displacement measurement system 10 according to the first embodiment with the addition of general instruments used when performing actual measurement, and Fig. 3 is a block diagram of the structure displacement measurement system 10 according to the first embodiment with the addition of general instruments used when performing actual measurement. Fig. 1 shows a state in which no load is applied to the main girder 104, and shows a state in which no deflection occurs in the main girder 104.

本第1実施形態に係る構造物変位計測システム10は、橋梁100の上部構造102の所定の2つの位置P1、P2についての位置座標の差を、鉛直方向について計測する構造物変位計測システムである。 The structure displacement measurement system 10 according to the first embodiment is a structure displacement measurement system that measures the difference in position coordinates between two predetermined positions P1 and P2 of the superstructure 102 of the bridge 100 in the vertical direction.

本第1実施形態に係る構造物変位計測システム10は、図1に示すように、レーザー光照射手段12と、反射部材14と、を有してなる。レーザー光照射手段12と反射部材14は、どちらも、橋梁100の上部構造102の主桁104の下面に設置されており、レーザー光照射手段12は位置P1に、反射部材14は位置P2に設置されている。詳細には、図1では、レーザー光照射手段12から反射部材14の反射部14Aの中心部付近に当たるようにレーザー光Lを照射すると、そのレーザー光Lの方向が、主桁104の長手方向になるような位置に、レーザー光照射手段12と反射部材14は設置されている。 As shown in Fig. 1, the structure displacement measurement system 10 according to the first embodiment comprises a laser light emitting means 12 and a reflecting member 14. Both the laser light emitting means 12 and the reflecting member 14 are installed on the underside of the main girder 104 of the superstructure 102 of the bridge 100, with the laser light emitting means 12 installed at position P1 and the reflecting member 14 installed at position P2. In detail, in Fig. 1, the laser light emitting means 12 and the reflecting member 14 are installed at positions such that when the laser light L is irradiated from the laser light emitting means 12 so as to hit the vicinity of the center of the reflecting portion 14A of the reflecting member 14, the direction of the laser light L is in the longitudinal direction of the main girder 104.

レーザー光照射手段12は、レーザー光Lを発振して出射するレーザー発振部12Aを搭載している。また、レーザー光照射手段12は、出射したレーザー光Lの出射角度(例えば水平面に対する角度)を検出するレーザー光出射角度検出手段としての公知の傾斜センサー(図示せず)を搭載している。さらに、レーザー光照射手段12は、当該レーザー光照射手段のレーザー発振部12Aに近接して設けられたレーザー受光素子(図示せず)を搭載している。 The laser light emitting means 12 is equipped with a laser oscillator 12A that oscillates and emits laser light L. The laser light emitting means 12 is also equipped with a known tilt sensor (not shown) as a laser light emission angle detection means that detects the emission angle (e.g., the angle with respect to the horizontal plane) of the emitted laser light L. Furthermore, the laser light emitting means 12 is equipped with a laser receiving element (not shown) provided adjacent to the laser oscillator 12A of the laser light emitting means.

このレーザー受光素子と、レーザー光照射手段12と、反射部材14の一部である反射部14Aとで、いわゆるレーザー変位センサーを構成している。即ち、反射部材14に照射したレーザー光Lが反射部材14の反射部14Aで反射されて戻ってきた反射光Rを、前記レーザー受光素子で受光した受光スポットの強度等に基づいて受光位置を検出でき、それによってレーザー発振部12Aから反射部材14までの距離を計測できるものである。 This laser receiving element, the laser light emitting means 12, and the reflecting portion 14A that is part of the reflecting member 14 constitute what is called a laser displacement sensor. In other words, the laser light L irradiated to the reflecting member 14 is reflected by the reflecting portion 14A of the reflecting member 14, and the reflected light R that returns can be detected based on the intensity of the light receiving spot received by the laser receiving element, thereby making it possible to measure the distance from the laser oscillation portion 12A to the reflecting member 14.

そのため、レーザー光出射角度検出手段である傾斜センサーで得たレーザー光出射角度情報と、レーザー変位センサーで得た、レーザー光照射手段12のレーザー発振部12Aから反射部14Aまでの距離情報により、三角測量の原理を利用して鉛直方向の変位量を計測することができる。 Therefore, the vertical displacement can be measured using the principle of triangulation based on the laser light emission angle information obtained by the tilt sensor, which is the laser light emission angle detection means, and the distance information from the laser oscillation unit 12A to the reflection unit 14A of the laser light irradiation means 12 obtained by the laser displacement sensor.

つまり、例えば主桁に荷重がかかっていない状態時(第1の時間時)に前述したレーザー光出射角度情報と距離情報を計測しておき、その後、例えば主桁に荷重が掛かった状態時(第1の時間後の第2の時間時)に同じくレーザー光出射角度情報と距離情報を計測し、それらの差分情報に基づき、荷重がかかっていない状態から鉛直方向にどれだけ変位したかの変位量を算出することができる。 In other words, for example, the above-mentioned laser light emission angle information and distance information are measured when the main girder is not under load (first time), and then, for example, the same laser light emission angle information and distance information are measured when the main girder is under load (second time after the first time), and the amount of displacement in the vertical direction from the unloaded state can be calculated based on the difference information between these.

なお、レーザー光照射手段12から照射されたレーザー光Lを反射する反射部材14の反射部14Aは、レーザー光照射手段12から照射されたレーザー光Lを十分に反射することができる素材を用いて、反射面が平面となるように構成されており、具体的には例えば、白色の反射シートを平面に貼り付けて構成されていてもよく、また、白色の反射板で構成されていてもよい。 The reflecting portion 14A of the reflecting member 14, which reflects the laser light L irradiated from the laser light irradiating means 12, is constructed so that the reflective surface is flat, using a material that can sufficiently reflect the laser light L irradiated from the laser light irradiating means 12. Specifically, for example, it may be constructed by attaching a white reflective sheet to a flat surface, or it may be constructed of a white reflecting plate.

レーザー光照射手段12には、インターネット200に接続可能な通信機器16が外付けされており、現場から離れた事務所等から、コンピュータ18を用いて、レーザー光照射手段12と電気信号のやり取りをすることができるように構成している。コンピュータ18には変位量算出部18Aと指示部18Bが備えられており、変位量算出部18Aと指示部18Bは、コンピュータ18のハードウェアやソフトウェアによって実行されるように構成されている。レーザー光照射手段12に与える電気信号としては、レーザー光発振指令の電気信号、レーザー光照射手段12の電源の入り切りについての電気信号等があり、レーザー光照射手段12からコンピュータ18に送られる電気信号には、レーザー光照射手段12が計測した反射部材14までの距離についての電気信号、およびレーザー光照射手段12が計測したレーザー光Lの照射角度についての電気信号等がある。 The laser light irradiation means 12 is externally equipped with a communication device 16 that can be connected to the Internet 200, and is configured so that electrical signals can be exchanged with the laser light irradiation means 12 using a computer 18 from an office or the like away from the site. The computer 18 is equipped with a displacement amount calculation unit 18A and an instruction unit 18B, and the displacement amount calculation unit 18A and the instruction unit 18B are configured to be executed by the hardware and software of the computer 18. The electrical signals given to the laser light irradiation means 12 include an electrical signal for a laser light oscillation command, an electrical signal for turning the power of the laser light irradiation means 12 on and off, etc., and the electrical signals sent from the laser light irradiation means 12 to the computer 18 include an electrical signal for the distance to the reflecting member 14 measured by the laser light irradiation means 12, and an electrical signal for the irradiation angle of the laser light L measured by the laser light irradiation means 12, etc.

なお、通信機器16をモジュール化して、レーザー光照射手段12に組み込んで一体化させてもよい。 The communication device 16 may be modularized and integrated into the laser light irradiation means 12.

次に、本第1実施形態に係る構造物変位計測システム10による具体的な計測方法について説明する。図4は、橋梁100の上部構造102の主桁104における反射部材14の設置地点である位置P2に、例えば主桁に荷重がかかっていない状態の時点(第1の時間時)に対する、主桁に荷重がかかった状態となった時点(第2の時間時)の相対的な鉛直変位v(主桁104の下面へのレーザー光照射手段12の設置位置(位置P1)に対する、主桁104の下面への反射部材14の設置位置(位置P2)の鉛直方向の位置座標の差)が生じた状態を示す側面図である。この状態に対して構造物変位計測システム10による計測を行う場合について説明する。 Next, a specific measurement method using the structure displacement measurement system 10 according to the first embodiment will be described. Figure 4 is a side view showing a state in which a relative vertical displacement v (the difference in vertical position coordinates between the installation position (position P2) of the reflecting member 14 on the underside of the main girder 104 and the installation position (position P1) of the laser light irradiation means 12 on the underside of the main girder 104) occurs at position P2, which is the installation point of the reflecting member 14 on the main girder 104 of the superstructure 102 of the bridge 100, at the time when the main girder is under load (second time) compared to the time when the main girder is under load (first time). A case in which measurement is performed using the structure displacement measurement system 10 in this state will be described.

レーザー光照射手段12は反射部材14に向けてレーザー光Lを照射して、前述したレーザー変位センサーと前述したレーザー光出射角度検出手段としての傾斜センサーによりレーザー光照射手段12のレーザー光発振点12A1から反射部材14の受光点(反射点)14A1までの距離D、およびレーザー光照射手段12が照射するレーザー光Lの水平面に対する角度θを計測する。 The laser light emitting means 12 irradiates the reflecting member 14 with laser light L, and measures the distance D from the laser light oscillation point 12A1 of the laser light emitting means 12 to the light receiving point (reflection point) 14A1 of the reflecting member 14, and the angle θ of the laser light L irradiated by the laser light emitting means 12 with respect to the horizontal plane using the laser displacement sensor and the tilt sensor as the laser light emission angle detection means.

そして、計測した距離情報(レーザー光照射手段12のレーザー光発振点12A1から反射部材14の受光点(反射点)14A1までの距離D)と角度情報(レーザー光照射手段12が照射するレーザー光Lの水平面に対する角度θ)を変位量算出部18Aに入力し、変位量算出部18Aで、反射部材14が設置された位置P2における相対的な鉛直変位v(主桁104の下面へのレーザー光照射手段12の設置位置P1に対する、主桁104の下面への反射部材14の設置位置P2の鉛直方向の位置座標の差)を変位量として算出する。 Then, the measured distance information (distance D from the laser light emission point 12A1 of the laser light emitting means 12 to the light receiving point (reflection point) 14A1 of the reflecting member 14) and angle information (angle θ of the laser light L irradiated by the laser light irradiating means 12 with respect to the horizontal plane) are input to the displacement amount calculation unit 18A, which calculates the relative vertical displacement v at the position P2 where the reflecting member 14 is installed (the difference in vertical position coordinates of the installation position P2 of the reflecting member 14 on the underside of the main girder 104 relative to the installation position P1 of the laser light irradiating means 12 on the underside of the main girder 104) as the displacement amount.

具体的には、まず、コンピュータ18の指示部18Bからレーザー光照射手段12へ、インターネット200および通信機器16を介して電気信号(レーザー光照射手段12の電源を入れる電気信号、レーザー光照射手段12からレーザー光Lを照射させる電気信号)を入力し、レーザー光照射手段12からレーザー光Lを反射部材14に照射させる。 Specifically, first, an electrical signal (an electrical signal for turning on the power supply of the laser light irradiation means 12, and an electrical signal for causing the laser light irradiation means 12 to irradiate the laser light L) is input from the instruction unit 18B of the computer 18 to the laser light irradiation means 12 via the Internet 200 and the communication device 16, and the laser light irradiation means 12 irradiates the laser light L to the reflecting member 14.

レーザー光照射手段12から反射部材14に照射したレーザー光Lは、反射部材14の反射部14Aで反射されて反射光Rとなってレーザー光照射手段12にもどり、レーザー光照射手段12のレーザー発振部12Aに近接して設けられた図示せぬ反射光受光部に受光される。反射光受光部で受光した反射光Rについてのデータを通信機器16により電気信号として発信する。発信された電気信号は、インターネット200を介して送られ、変位量算出部18Aが受信する。反射光Rについてのデータを受信した変位量算出部18Aは、反射光受光部で受光した反射光Rについてのデータに基づき、レーザー光照射手段12のレーザー光発振点12A1から反射部材14の受光点(反射点)14A1までの距離Dを算出し、距離情報データとして変位量算出部18Aに保持する。 The laser light L irradiated from the laser light irradiating means 12 to the reflecting member 14 is reflected by the reflecting portion 14A of the reflecting member 14 as reflected light R, returns to the laser light irradiating means 12, and is received by a reflected light receiving portion (not shown) provided adjacent to the laser oscillation portion 12A of the laser light irradiating means 12. Data on the reflected light R received by the reflected light receiving portion is transmitted as an electrical signal by the communication device 16. The transmitted electrical signal is sent via the Internet 200 and received by the displacement amount calculation portion 18A. The displacement amount calculation portion 18A, which has received the data on the reflected light R, calculates the distance D from the laser light oscillation point 12A1 of the laser light irradiating means 12 to the receiving point (reflection point) 14A1 of the reflecting member 14 based on the data on the reflected light R received by the reflected light receiving portion, and stores the distance information data in the displacement amount calculation portion 18A.

また、レーザー光照射手段12に搭載された傾斜センサーにより、反射部材14に照射したレーザー光Lの水平面に対する角度θデータを、電気信号として通信機器16により発信する。発信された電気信号は、インターネット200を介して送られ、コンピュータ18が受信する。レーザー光Lの水平面に対する角度θについてのデータを受信したコンピュータ18は、そのデータに基づき、レーザー光照射手段12が反射部材14に照射したレーザー光Lの水平面に対する角度θを算出し、この角度θを角度情報データとして変位量算出部18Aに出力する。 The tilt sensor mounted on the laser light emitting means 12 transmits data on the angle θ of the laser light L irradiated to the reflecting member 14 relative to the horizontal plane as an electrical signal via the communication device 16. The transmitted electrical signal is sent via the Internet 200 and received by the computer 18. The computer 18 receives the data on the angle θ of the laser light L relative to the horizontal plane, and calculates the angle θ of the laser light L irradiated to the reflecting member 14 by the laser light emitting means 12 relative to the horizontal plane based on that data, and outputs this angle θ to the displacement amount calculation unit 18A as angle information data.

変位量算出部18Aは、入力されるこれらの距離情報データと角度情報データとに基づいて反射部材14が設置された位置P2における、前述した相対的な鉛直変位vを算出する。具体的には、変位量算出部18Aは、例えば、距離情報データである距離Dと角度情報データである角度θを用いて、(前述した相対的な鉛直変位v)=D×tanθにより、前述した相対的な鉛直変位vを算出する。 The displacement amount calculation unit 18A calculates the above-mentioned relative vertical displacement v at the position P2 where the reflecting member 14 is installed based on the input distance information data and angle information data. Specifically, the displacement amount calculation unit 18A calculates the above-mentioned relative vertical displacement v by (the above-mentioned relative vertical displacement v) = D × tan θ using, for example, the distance D, which is the distance information data, and the angle θ, which is the angle information data.

以上説明したように、本第1実施形態に係る構造物変位計測システム10は、計測対象である橋梁100の主桁104自体に配置されているので、前述した相対的な鉛直変位vを精度高く計測することができる。また、前記第1の時間と前記第2の時間のみに計測すればよく、常時計測を継続する必要がないため、計測の時間的負担が小さい。 As described above, the structure displacement measurement system 10 according to the first embodiment is placed on the main girder 104 of the bridge 100, which is the measurement target, and is therefore able to measure the relative vertical displacement v described above with high precision. Furthermore, since it is only necessary to perform measurements at the first time and the second time, and there is no need to continue measuring at all times, the time burden of measurement is small.

なお、本第1実施形態に係る構造物変位計測システム10においては、変位量算出部18Aを、橋梁の外側に配置されたコンピュータ18のハードウエアやソフトウエアで構成し、入力データを有線又は無線で変位量算出部18Aに入力できるように構成したが、前述した距離情報データや角度情報データが入力され、変位量を算出可能なものであれば変位量算出部18Aとして用いることができ、変位量算出部18Aは橋梁自体に設けられるものであってもよい。 In the structure displacement measurement system 10 according to the first embodiment, the displacement calculation unit 18A is configured with the hardware and software of a computer 18 arranged outside the bridge, and is configured so that input data can be input to the displacement calculation unit 18A via wired or wireless connection. However, any device that can input the above-mentioned distance information data and angle information data and calculate the displacement amount can be used as the displacement calculation unit 18A, and the displacement calculation unit 18A may be provided on the bridge itself.

本第1実施形態に係る構造物変位計測システム10についての以上の説明においては、図1、4に示すように、橋梁100の上部構造102の主桁104の下面に、構造物変位計測システム10を設置した場合について説明を行ったが、本第1実施形態に係る構造物変位計測システム10の設置可能箇所は、橋梁上部構造の主桁下面に限定されるわけではない。また、計測対象が、橋梁100の上部構造102の所定の2つの位置P1、P2の間の鉛直方向についての位置座標の差に限定されるわけではない。 In the above explanation of the structure displacement measurement system 10 according to the first embodiment, as shown in Figures 1 and 4, a case has been described in which the structure displacement measurement system 10 is installed on the underside of the main girder 104 of the superstructure 102 of the bridge 100, but the location where the structure displacement measurement system 10 according to the first embodiment can be installed is not limited to the underside of the main girder of the bridge superstructure. Furthermore, the measurement target is not limited to the difference in vertical position coordinates between two specified positions P1 and P2 of the superstructure 102 of the bridge 100.

なお、本第1実施形態に係る構造物変位計測システム10では、コンピュータ18の指示部18Bからレーザー光照射手段12へ、インターネット200および通信機器16を介して指示信号を入力するようにしたが、指示部18Bからレーザー光照射手段12へ有線又は無線接続にて指示信号を直接入力するようにしてもよい。 In the structure displacement measurement system 10 according to the first embodiment, an instruction signal is input from the instruction unit 18B of the computer 18 to the laser light irradiation means 12 via the Internet 200 and the communication device 16, but an instruction signal may also be input directly from the instruction unit 18B to the laser light irradiation means 12 via a wired or wireless connection.

(2)第2実施形態
図5は、本発明の第2実施形態に係る構造物変位計測システム20を模式的に示す側面図であり、図6は、実際の計測を行う際に用いる一般的な機器類も追記した本第2実施形態に係る構造物変位計測システム20のシステム概略構成図であり、図7は、実際の計測を行う際に用いる一般的な機器類も追記した本第2実施形態に係る構造物変位計測システム20のブロック図である。図5は、主桁104に荷重が加わっていない状態(主桁104にたわみが生じていない状態)を示しており、この状態を、以下、基準状態と記す。
(2) Second embodiment Fig. 5 is a side view showing a structure displacement measurement system 20 according to a second embodiment of the present invention, Fig. 6 is a system schematic diagram of the structure displacement measurement system 20 according to the second embodiment to which general instruments used in actual measurement are also added, and Fig. 7 is a block diagram of the structure displacement measurement system 20 according to the second embodiment to which general instruments used in actual measurement are also added. Fig. 5 shows a state in which no load is applied to the main girder 104 (a state in which no deflection occurs in the main girder 104), and this state will be referred to as the reference state hereinafter.

本第2実施形態に係る構造物変位計測システム20は、橋梁100の上部構造102の所定の2つの位置P1、P2についての位置座標の差を、鉛直方向について計測する構造物変位計測システムであり、この点は第1実施形態に係る構造物変位計測システム10と同様である。 The structure displacement measurement system 20 according to the second embodiment is a structure displacement measurement system that measures the difference in position coordinates between two specific positions P1 and P2 of the superstructure 102 of the bridge 100 in the vertical direction, and in this respect is similar to the structure displacement measurement system 10 according to the first embodiment.

本第2実施形態に係る構造物変位計測システム20は、図5に示すように、レーザー光照射手段22と、ターゲット24と、を有してなる。レーザー光照射手段22とターゲット24は、どちらも、橋梁100の上部構造102の主桁104の下面に設置されており、レーザー光照射手段22は位置P1に、ターゲット24は位置P2に設置されている。詳細には、図5に示す基準状態(主桁104に荷重が加わっておらず、主桁104の下面が水平面である状態)において、レーザー光照射手段22からターゲット24の受光部24Aの中心部付近に当たるようにレーザー光Lhを照射すると、そのレーザー光Lhの方向が、主桁104の長手方向になるような位置に、レーザー光照射手段22とターゲット24は設置されている。 The structure displacement measurement system 20 according to the second embodiment includes a laser light irradiation means 22 and a target 24, as shown in FIG. 5. Both the laser light irradiation means 22 and the target 24 are installed on the underside of the main girder 104 of the superstructure 102 of the bridge 100, with the laser light irradiation means 22 installed at position P1 and the target 24 installed at position P2. In detail, in the reference state shown in FIG. 5 (a state in which no load is applied to the main girder 104 and the underside of the main girder 104 is a horizontal plane), when the laser light irradiation means 22 irradiates laser light Lh so that it hits the center of the light receiving portion 24A of the target 24, the laser light irradiation means 22 and the target 24 are installed at positions such that the direction of the laser light Lh is the longitudinal direction of the main girder 104.

レーザー光照射手段22は、レーザー光Lhを発振して対象物に照射するレーザー発振部22Aを搭載しており、対象物にレーザー光Lhを照射する機能を有している。また、レーザー光照射手段22は、傾斜センサー(図示せず)を搭載しているとともに、レーザー発振部22Aから照射したレーザー光Lhの照射方向が常に基準状態の照射方向と同方向となるように(図5および後述する図8において水平方向となるように)制御するサーボ機構(図示せず)も備えている。 The laser light irradiation means 22 is equipped with a laser oscillation unit 22A that oscillates the laser light Lh and irradiates the target object, and has the function of irradiating the target object with the laser light Lh. The laser light irradiation means 22 is also equipped with a tilt sensor (not shown) and a servo mechanism (not shown) that controls the irradiation direction of the laser light Lh irradiated from the laser oscillation unit 22A so that it is always the same as the irradiation direction in the reference state (so that it is horizontal in Figure 5 and Figure 8 described later).

レーザー光照射手段22には、インターネット200に接続可能な通信機器26が外付けされており、現場から離れた事務所等から、コンピュータ30を用いて、レーザー光照射手段22と電気信号のやり取りをすることができるように構成している。コンピュータ30には変位量算出部30Aと指示部30Bが備えられており、変位量算出部30Aと指示部30Bは、コンピュータ30のハードウェアやソフトウェアによって実行されるように構成されている。レーザー光照射手段22に与える電気信号としては、レーザー光発振指令の電気信号、レーザー光照射手段22の電源の入り切りについての電気信号等がある。 The laser light irradiation means 22 is externally equipped with a communication device 26 that can be connected to the Internet 200, and is configured so that electrical signals can be exchanged between the laser light irradiation means 22 and the computer 30 from an office or the like away from the site. The computer 30 is equipped with a displacement amount calculation unit 30A and an instruction unit 30B, which are configured to be executed by the hardware and software of the computer 30. The electrical signals given to the laser light irradiation means 22 include an electrical signal for a laser light oscillation command, an electrical signal for turning the power of the laser light irradiation means 22 on and off, etc.

なお、通信機器26をモジュール化して、レーザー光照射手段22に組み込んで一体化させてもよい。 The communication device 26 may be modularized and integrated into the laser light irradiation means 22.

ターゲット24は、レーザー光照射手段22から照射されたレーザー光Lhを受光してその受光した位置を検出する受光部24Aを備えている。レーザー光照射手段22から照射されたレーザー光Lhを受光して、その受光した位置を検出する機能を有している装置を、受光部24Aとして用いることができ、例えば、精密測光用2次元PSD(位置検出素子)を搭載したPSDモジュール(光点位置検出装置)を、受光部24Aとして用いることができる。このようなPSDモジュール(光点位置検出装置)は市販されており、容易に入手可能である。また、受光部24Aとして、例えば、1次元又は2次元イメージセンサを用いることもできる。 The target 24 is equipped with a light receiving unit 24A that receives the laser light Lh irradiated from the laser light irradiating means 22 and detects the position at which the light is received. Any device having the function of receiving the laser light Lh irradiated from the laser light irradiating means 22 and detecting the position at which the light is received can be used as the light receiving unit 24A. For example, a PSD module (light spot position detection device) equipped with a two-dimensional PSD (position detection element) for precision photometry can be used as the light receiving unit 24A. Such PSD modules (light spot position detection devices) are commercially available and easily available. In addition, for example, a one-dimensional or two-dimensional image sensor can be used as the light receiving unit 24A.

ターゲット24には、インターネット200に接続可能な通信機器28が外付けされており、現場から離れた事務所等から、コンピュータ30を用いて、ターゲット24と電気信号のやり取りをすることができるように構成している。ターゲット24に与える電気信号としては、ターゲット24の受光部24Aの電源の入り切りについての電気信号等があり、ターゲット24からコンピュータ30に送られる電気信号には、ターゲット24の受光部24Aがレーザー光Lhを受光した位置(受光点24A1の位置)についての電気信号等がある。 The target 24 is externally equipped with a communication device 28 that can connect to the Internet 200, and is configured so that electrical signals can be exchanged with the target 24 using a computer 30 from an office or the like away from the site. The electrical signals given to the target 24 include electrical signals regarding the power on/off of the light receiving unit 24A of the target 24, and the electrical signals sent from the target 24 to the computer 30 include electrical signals regarding the position where the light receiving unit 24A of the target 24 receives the laser light Lh (the position of the light receiving point 24A1).

なお、通信機器28をモジュール化して、ターゲット24に組み込んで一体化させてもよい。 The communication device 28 may be modularized and integrated into the target 24.

次に、本第2実施形態に係る構造物変位計測システム20による具体的な計測方法について説明する。図8は、橋梁100の上部構造102の主桁104におけるターゲット24の設置地点である位置P2に、相対的な鉛直変位v(主桁104の下面へのレーザー光照射手段22の設置位置(位置P1)に対する、主桁104の下面へのターゲット24の設置位置(位置P2)の鉛直方向の位置座標の差)が生じた状態を示す側面図である。この状態に対して構造物変位計測システム20による計測を行う場合について説明する。この状態において、主桁104の下面へのレーザー光照射手段22の設置位置P1に対する、主桁104の下面へのターゲット24の設置位置P2の鉛直方向の位置座標の差である相対的な鉛直変位vは、レーザー光Lhの発振点22A1に対する、ターゲット24の受光点24A0(第1の時間時である基準状態における受光点24A0)の鉛直方向の位置座標の差と同じである。 Next, a specific measurement method using the structure displacement measurement system 20 according to the second embodiment will be described. FIG. 8 is a side view showing a state in which a relative vertical displacement v (the difference in the vertical position coordinate of the installation position (position P2) of the target 24 on the underside of the main girder 104 relative to the installation position (position P1) of the laser light irradiation means 22 on the underside of the main girder 104) occurs at position P2, which is the installation point of the target 24 on the main girder 104 of the superstructure 102 of the bridge 100. A case in which measurement is performed using the structure displacement measurement system 20 in this state will be described. In this state, the relative vertical displacement v, which is the difference in the vertical position coordinate of the installation position P2 of the target 24 on the underside of the main girder 104 relative to the installation position P1 of the laser light irradiation means 22 on the underside of the main girder 104, is the same as the difference in the vertical position coordinate of the light receiving point 24A0 of the target 24 (light receiving point 24A0 in the reference state, which is the first time) relative to the emission point 22A1 of the laser light Lh.

構造物変位計測システム20による計測においては、相対的な鉛直変位vが生じた状態(第2の時間時である図8に示す状態)において、レーザー光照射手段22が照射したレーザー光Lhを受光部24Aが受光した受光位置(受光点24A1)の位置座標を計測し、基準状態における受光位置(受光点24A0)の位置座標との差から、ターゲット24が設置された位置P2における相対的な鉛直変位vを算出する。 In measurements using the structure displacement measurement system 20, in a state where a relative vertical displacement v has occurred (the state shown in FIG. 8 at the second time), the position coordinates of the light receiving position (light receiving point 24A1) where the light receiving unit 24A receives the laser light Lh irradiated by the laser light irradiating means 22 are measured, and the relative vertical displacement v at position P2 where the target 24 is placed is calculated from the difference between this position coordinate and the position coordinate of the light receiving position (light receiving point 24A0) in the reference state.

具体的には、まず、コンピュータ30の指示部30Bからレーザー光照射手段22へ、インターネット200および通信機器26を介して電気信号(レーザー光照射手段22の電源を入れる電気信号、レーザー光照射手段22からレーザー光Lhを照射させる電気信号)を入力し、レーザー光照射手段22からレーザー光Lhをターゲット24に照射させる。 Specifically, first, an electrical signal (an electrical signal for turning on the power supply of the laser light irradiation means 22, and an electrical signal for causing the laser light irradiation means 22 to irradiate the laser light Lh) is input from the instruction unit 30B of the computer 30 to the laser light irradiation means 22 via the Internet 200 and the communication device 26, and the laser light irradiation means 22 irradiates the laser light Lh to the target 24.

レーザー光照射手段22からターゲット24に照射したレーザー光Lhは、ターゲット24の受光部24Aで受光され、その受光点24A1は受光部24Aによって検出される。レーザー光Lhを受光したターゲット24は、レーザー光Lhを受光した位置(受光点24A1)についてのデータを通信機器28により電気信号として発信する。発信された電気信号は、インターネット200を介して送られ、コンピュータ30の変位量算出部30Aが受信する。 The laser light Lh irradiated from the laser light irradiating means 22 to the target 24 is received by the light receiving section 24A of the target 24, and the light receiving point 24A1 is detected by the light receiving section 24A. The target 24 that receives the laser light Lh transmits data about the position where the laser light Lh was received (light receiving point 24A1) as an electrical signal via the communication device 28. The transmitted electrical signal is sent via the Internet 200 and is received by the displacement amount calculation section 30A of the computer 30.

変位量算出部30Aは、基準状態(第1の時間時)における受光部24Aの受光位置(受光点24A0)データと、変位計測時点(第2の時間時)における受光部24Aの受光位置(受光点24A1)データとから、ターゲット24が設置された位置P2における鉛直変位vを算出する。具体的には、変位量算出部30Aは、例えば、受光点24A0の鉛直方向の位置座標と、受光点24A1の鉛直方向の位置座標との差分を算出して、ターゲット24が設置された位置P2における鉛直変位vを算出する。 The displacement amount calculation unit 30A calculates the vertical displacement v at the position P2 where the target 24 is placed from the data of the light receiving position (light receiving point 24A0) of the light receiving unit 24A in the reference state (first time) and the data of the light receiving position (light receiving point 24A1) of the light receiving unit 24A at the displacement measurement time (second time). Specifically, the displacement amount calculation unit 30A calculates the difference between the vertical position coordinate of the light receiving point 24A0 and the vertical position coordinate of the light receiving point 24A1, for example, to calculate the vertical displacement v at the position P2 where the target 24 is placed.

以上説明したように、本第2実施形態に係る構造物変位計測システム20は、計測対象である橋梁100の主桁104自体に配置されているので、前述した位置P2における鉛直変位vを精度高く計測することができる。また、前記第1の時間と前記第2の時間のみに計測すればよく、常時計測を継続する必要がないため、計測の時間的負担が小さい。 As described above, the structure displacement measurement system 20 according to the second embodiment is placed on the main girder 104 of the bridge 100, which is the measurement target, and is therefore capable of measuring the vertical displacement v at the position P2 described above with high accuracy. Furthermore, since it is only necessary to perform measurements at the first time and the second time, and there is no need to continue measuring at all times, the time burden of measurement is small.

本第2実施形態に係る構造物変位計測システム20についての以上の説明においては、図5、8に示すように、橋梁100の上部構造102の主桁104の下面に、構造物変位計測システム20を設置した場合について説明を行ったが、本第2実施形態に係る構造物変位計測システム20の設置可能箇所は、橋梁上部構造の主桁下面に限定されるわけではない。また、計測対象が、橋梁100の上部構造102の所定の2つの位置P1、P2の間の鉛直方向についての位置座標の差に限定されるわけではない。 In the above explanation of the structure displacement measurement system 20 according to the second embodiment, as shown in Figures 5 and 8, a case has been described in which the structure displacement measurement system 20 is installed on the underside of the main girder 104 of the superstructure 102 of the bridge 100, but the location where the structure displacement measurement system 20 according to the second embodiment can be installed is not limited to the underside of the main girder of the bridge superstructure. Furthermore, the measurement target is not limited to the difference in vertical position coordinates between two specified positions P1 and P2 of the superstructure 102 of the bridge 100.

なお、本第2実施形態に係る構造物変位計測システム20では、コンピュータ30の指示部30Bからレーザー光照射手段22へ、インターネット200および通信機器26を介して指示信号を入力するようにしたが、指示部30Bからレーザー光照射手段22へ有線又は無線接続にて指示信号を直接入力するようにしてもよい。 In the structure displacement measurement system 20 according to the second embodiment, an instruction signal is input from the instruction unit 30B of the computer 30 to the laser light irradiation means 22 via the Internet 200 and the communication device 26, but an instruction signal may also be input directly from the instruction unit 30B to the laser light irradiation means 22 via a wired or wireless connection.

(3)第3実施形態
図9は、本発明の第3実施形態に係る構造物変位計測システム40を模式的に示す下面図であり、図10は、本第3実施形態に係る構造物変位計測システム40を適用した橋梁100の上部構造102の鉛直断面図(図9のX-X線で鉛直方向に切断した断面図)であり、図11は、図10のXI部を拡大して示す拡大鉛直断面図である。
(3) Third embodiment FIG. 9 is a schematic bottom view of a structure displacement measurement system 40 according to a third embodiment of the present invention, FIG. 10 is a vertical cross-sectional view (a cross-sectional view cut vertically along line X-X in FIG. 9) of a superstructure 102 of a bridge 100 to which the structure displacement measurement system 40 according to the third embodiment is applied, and FIG. 11 is an enlarged vertical cross-sectional view showing an enlarged portion XI in FIG. 10.

本第3実施形態に係る構造物変位計測システム40は、第2実施形態に係る構造物変位計測システム20を、橋梁100の橋軸直角方向から見て、橋梁100の橋軸方向に橋梁100の上部構造102の主桁104の下面に複数配置した構造物変位計測システムである。第1実施形態に係る構造物変位計測システム10では、レーザー光照射手段12および該レーザー光照射手段12からのレーザー光Lの照射を受ける反射部材14を一組の変位計測手段としたとき、一組の変位計測手段を備えるのみであり、また、第2実施形態に係る構造物変位計測システム20も、レーザー光照射手段22および該レーザー光照射手段22からのレーザー光Lhの照射を受けるターゲット24を一組の変位計測手段としたとき、一組の変位計測手段を備えるのみである。つまり、第1実施形態に係る構造物変位計測システム10および第2実施形態に係る構造物変位計測システム20は、少なくとも一組の変位計測手段のみによる限定された局所的な範囲における橋梁上部構造102内の所定の2つの位置の間の鉛直方向についての位置座標の差を計測する構造物変位計測システムであるが、本第3実施形態に係る構造物変位計測システム40は、図9に示すように、レーザー光照射手段22とターゲット24とを有してなる第2実施形態に係る構造物変位計測システム20を、橋梁100の橋軸直角方向から見て、橋梁100の橋軸方向に橋梁100の上部構造102に複数配置した構造物変位計測システムであり、橋梁100の橋軸方向に広い範囲にわたって橋梁上部構造102内の所定の複数の位置の間の鉛直方向成分の変位量、即ち鉛直方向の位置座標の差を計測する構造物変位計測システムである。 The structure displacement measurement system 40 according to the third embodiment is a structure displacement measurement system in which a plurality of structure displacement measurement systems 20 according to the second embodiment are arranged on the underside of the main girder 104 of the superstructure 102 of the bridge 100 in the bridge axis direction of the bridge 100 when viewed from the direction perpendicular to the bridge axis of the bridge 100. The structure displacement measurement system 10 according to the first embodiment only has one set of displacement measurement means when the laser light irradiation means 12 and the reflecting member 14 irradiated with the laser light L from the laser light irradiation means 12 are considered as one set of displacement measurement means, and the structure displacement measurement system 20 according to the second embodiment also only has one set of displacement measurement means when the laser light irradiation means 22 and the target 24 irradiated with the laser light Lh from the laser light irradiation means 22 are considered as one set of displacement measurement means. In other words, the structure displacement measurement system 10 according to the first embodiment and the structure displacement measurement system 20 according to the second embodiment are structure displacement measurement systems that measure the difference in vertical position coordinates between two specific positions in the bridge superstructure 102 in a limited local range using at least one displacement measurement means, but the structure displacement measurement system 40 according to the third embodiment is a structure displacement measurement system in which multiple structure displacement measurement systems 20 according to the second embodiment, which have laser light irradiation means 22 and targets 24, are arranged in the superstructure 102 of the bridge 100 in the bridge axis direction of the bridge 100 as viewed from the direction perpendicular to the bridge axis of the bridge 100, as shown in FIG. 9, and is a structure displacement measurement system that measures the amount of displacement of the vertical component between multiple specific positions in the bridge superstructure 102 over a wide range in the bridge axis direction of the bridge 100, that is, the difference in vertical position coordinates.

本第3実施形態に係る構造物変位計測システム40の構成をより詳細に言えば、次のようになる。即ち、レーザー光照射手段22および該レーザー光照射手段22からのレーザー光Lhの照射を受けるターゲット24を一組の変位計測手段42とし、該一組の変位計測手段42に含まれるレーザー光照射手段22からターゲット24までの領域を一つの変位計測領域44としたとき、本第3実施形態に係る構造物変位計測システム40においては、図9に示すように、橋梁100の上部構造102の主桁104の下面に複数組の変位計測手段42が設置されており、複数組の変位計測手段42のそれぞれの変位計測領域44のうち、最も近傍にある変位計測領域44同士の間には、レーザー光照射手段22から照射されるレーザー光Lhと直交する方向である橋梁100の橋軸直角方向から見て、所定の距離の間隔が空いている。 The structure displacement measurement system 40 according to the third embodiment is configured as follows. That is, when the laser light emitting means 22 and the target 24 irradiated with the laser light Lh from the laser light emitting means 22 are regarded as one set of displacement measurement means 42, and the area from the laser light emitting means 22 to the target 24 included in the set of displacement measurement means 42 is regarded as one displacement measurement area 44, in the structure displacement measurement system 40 according to the third embodiment, as shown in FIG. 9, multiple sets of displacement measurement means 42 are installed on the underside of the main girder 104 of the superstructure 102 of the bridge 100, and among the respective displacement measurement areas 44 of the multiple sets of displacement measurement means 42, there is a predetermined distance between the displacement measurement areas 44 closest to each other when viewed from the direction perpendicular to the bridge axis of the bridge 100, which is the direction perpendicular to the laser light Lh irradiated from the laser light emitting means 22.

より具体的には、本第3実施形態に係る構造物変位計測システム40は、変位計測手段42をn組備え、変位計測手段42が図9の左上部から順に1組目からn組目まで配置されている。また、i組目(i=1、2、・・・、n)の変位計測手段42は、i番目(i=1、2、・・・、n)のレーザー光照射手段22とi番目(i=1、2、・・・、n)のターゲット24を備えている。 More specifically, the structure displacement measurement system 40 according to the third embodiment includes n sets of displacement measurement means 42, which are arranged in order from the first set to the nth set from the upper left of Fig. 9. The i-th set (i = 1, 2, ..., n) of the displacement measurement means 42 includes the i-th (i = 1, 2, ..., n) laser light irradiation means 22 and the i-th (i = 1, 2, ..., n) target 24.

そして、本第3実施形態に係る構造物変位計測システム40においては、1番目のレーザー光照射手段22とn番目のターゲット24との間の、測定する変位量の方向と直交する一定の方向における距離、つまり図9では橋梁100の橋軸方向における距離をSnとしたとき、以下の関係式3が成り立っている。

Figure 0007543983000003
(前記関係式3中、
L1は、1番目のレーザー光照射手段22の配置位置と1番目のターゲット24の配置位置との間の、測定する変位量の方向と直交する一定の方向における距離(図9では橋梁100の橋軸方向における距離)であり、
Liは、i番目のレーザー光照射手段22の配置位置とi番目のターゲット24の配置位置との間の、測定する変位量の方向と直交する一定の方向における距離(図9では橋梁100の橋軸方向における距離)であり、
Miは、i番目のターゲット24の配置位置とi+1番目のレーザー光照射手段22の配置位置との間の、測定する変位量の方向と直交する一定の方向における距離(図9では橋梁100の橋軸方向における距離)である) In the structure displacement measurement system 40 according to the third embodiment, when the distance between the first laser light application means 22 and the nth target 24 in a certain direction perpendicular to the direction of the displacement to be measured, that is, the distance in the bridge axis direction of the bridge 100 in Figure 9, is denoted as Sn, the following relational expression 3 holds.
Figure 0007543983000003
(In the above Relational Formula 3,
L1 is the distance between the arrangement position of the first laser light irradiation means 22 and the arrangement position of the first target 24 in a certain direction perpendicular to the direction of the displacement to be measured (in FIG. 9 , the distance in the bridge axis direction of the bridge 100);
Li is the distance between the arrangement position of the i-th laser light irradiation means 22 and the arrangement position of the i-th target 24 in a certain direction perpendicular to the direction of the displacement to be measured (in FIG. 9 , the distance in the bridge axis direction of the bridge 100);
Mi is the distance between the arrangement position of the i-th target 24 and the arrangement position of the (i+1)-th laser light irradiation means 22 in a certain direction perpendicular to the direction of the displacement to be measured (in FIG. 9, the distance in the bridge axis direction of the bridge 100)

したがって、複数組の変位計測手段42それぞれについて計測した相対的な鉛直変位vを、橋梁100の橋軸方向に組み合わせて解析することにより、橋梁100の橋軸方向に広い領域について、橋梁100の上部構造102の鉛直方向の変形状態を把握することができる。 Therefore, by combining and analyzing the relative vertical displacements v measured by each of the multiple sets of displacement measuring means 42 in the bridge axis direction of the bridge 100, it is possible to grasp the vertical deformation state of the superstructure 102 of the bridge 100 over a wide area in the bridge axis direction of the bridge 100.

なお、図9では、n組の変位計測手段42(n個のレーザー光照射手段22とn個のターゲット24)は、橋梁100の橋軸方向にほぼ直線状に配置されているが、前記関係式3は必ずしもこのような配置状態でなくても成立し、測定する変位量の方向と直交する一定の方向について位置座標が異なるように、n組の変位計測手段42(n個のレーザー光照射手段22とn個のターゲット24)を配置すれば成立する。 In FIG. 9, the n sets of displacement measuring means 42 (n laser light emitting means 22 and n targets 24) are arranged in a substantially straight line in the bridge axis direction of the bridge 100, but the above relational expression 3 does not necessarily have to be arranged in this way and will hold if the n sets of displacement measuring means 42 (n laser light emitting means 22 and n targets 24) are arranged so that the position coordinates are different in a certain direction perpendicular to the direction of the displacement amount to be measured.

図12は、i番目のターゲット24とi+1番目のレーザー光照射手段22との橋梁100の橋軸方向における距離Miがほぼゼロとなるように隙間なく配置されている場合の、変位計測手段42が4組の場合(n=4の場合)についての側面図であり、橋梁100の上部構造102の主桁104におけるターゲット24の設置地点である位置P11、P12、P13、P14に、レーザー光Lhの発振点に対する相対的な鉛直変位v1、v2、v3、v4が生じた状態を示す側面図である。 Figure 12 is a side view of four sets of displacement measuring means 42 (n = 4) when the i-th target 24 and the i+1-th laser light emitting means 22 are arranged without any gaps so that the distance Mi in the bridge axis direction of the bridge 100 is almost zero, and shows the state in which relative vertical displacements v1, v2, v3, and v4 have occurred at positions P11, P12, P13, and P14, which are the installation points of the targets 24 on the main girder 104 of the superstructure 102 of the bridge 100, with respect to the emission point of the laser light Lh.

コンピュータ30は、図12の配置状態においては、基準状態における受光部24Aの受光位置データと、変位計測時点における受光部24Aの受光位置データとから、ターゲット24が設置された各位置における鉛直変位v1、v2、v3、v4を算出するとともに、算出した鉛直変位v1、v2、v3、v4を組み合わせて、4つの変位計測領域44(44a、44b、44c、44d)からなる領域についての橋梁100の上部構造102の鉛直方向の変形状態を算出する。 In the arrangement state of FIG. 12, the computer 30 calculates the vertical displacements v1, v2, v3, and v4 at each position where the target 24 is installed from the light receiving position data of the light receiving unit 24A in the reference state and the light receiving position data of the light receiving unit 24A at the time of displacement measurement, and calculates the vertical deformation state of the superstructure 102 of the bridge 100 for the area consisting of the four displacement measurement areas 44 (44a, 44b, 44c, 44d) by combining the calculated vertical displacements v1, v2, v3, and v4.

また、例えば、1番目のレーザー光照射手段を橋梁主桁の橋軸方向の一端部(変位計測領域全体の一端部)の支承付近の部位に配置し、n番目のターゲット24を同じく橋梁主桁の橋軸方向の他端部(変位計測領域全体の他端部)の支承付近に配置して、橋梁主桁のほぼ全長を網羅するようにしてもよい。このように配置すれば、例えばk番目のターゲット24が配置された部位の鉛直変位量(基準状態からの鉛直変位量)は、各変位計測手段42(1番目からk番目の変位計測手段42)で算出される各鉛直変位の和(v1+v2+・・・+vk)で算出することが可能となる。 Also, for example, the first laser light irradiation means may be placed near the support at one end of the bridge girder in the bridge axis direction (one end of the entire displacement measurement area), and the nth target 24 may be placed near the support at the other end of the bridge girder in the bridge axis direction (the other end of the entire displacement measurement area), so as to cover almost the entire length of the bridge girder. By placing them in this way, for example, the vertical displacement amount (vertical displacement amount from the reference state) of the part where the kth target 24 is placed can be calculated as the sum (v1 + v2 + ... + vk) of each vertical displacement calculated by each displacement measurement means 42 (the first to kth displacement measurement means 42).

本第3実施形態に係る構造物変位計測システム40では、n組の変位計測手段42を設置して、n個の変位計測領域44からなる領域についての橋梁100の上部構造102の鉛直方向の変形状態を算出したが、橋梁100の上部構造102の支点106間の全範囲を網羅するように変位計測手段42をより多く設置して、全ての変位計測領域44について相対的な鉛直変位vを計測することにより、例えば図13に模式的に示すように、橋梁100の上部構造102の全体の鉛直方向の変形状態を把握することもできる。図13では、基準状態を破線で記し、変位計測時点の状態を実線で記している。 In the structure displacement measurement system 40 according to the third embodiment, n sets of displacement measurement means 42 are installed to calculate the vertical deformation state of the superstructure 102 of the bridge 100 for an area consisting of n displacement measurement areas 44. However, by installing more displacement measurement means 42 so as to cover the entire range between the supports 106 of the superstructure 102 of the bridge 100 and measuring the relative vertical displacement v for all displacement measurement areas 44, it is possible to grasp the overall vertical deformation state of the superstructure 102 of the bridge 100, as shown, for example, in FIG. 13. In FIG. 13, the reference state is indicated by a dashed line, and the state at the time of displacement measurement is indicated by a solid line.

なお、図12における配置状態では、i番目のターゲット24の配置位置とi+1番目のレーザー光照射手段22の配置位置との間の距離Miがほぼゼロであるように構成しているが、図9における配置状態のように、i番目のターゲット24とi+1番目のレーザー光照射手段22は、設置位置の寸法や状態によっては距離Mi(>0)を空けるように配置する場合もある。 In the arrangement state in FIG. 12, the distance Mi between the arrangement position of the i-th target 24 and the arrangement position of the i+1-th laser light irradiation means 22 is configured to be approximately zero, but as in the arrangement state in FIG. 9, the i-th target 24 and the i+1-th laser light irradiation means 22 may be arranged to leave a distance Mi (>0) between them depending on the dimensions and state of the installation position.

このような場合、Mi(>0)の間隔に応じて各部位で計測される鉛直変位に補正をする事により、上述と同様、各部位の橋梁主桁の端部からの変位量を算出することができる。 In such cases, the amount of displacement from the end of the bridge girder at each location can be calculated by correcting the vertical displacement measured at each location according to the interval of Mi (>0), as described above.

例えば、i番目のレーザー光照射手段22設置位置の主桁104下面と橋梁100の橋軸方向とのなす角度θと、i+1番目のレーザー光照射手段22設置位置の主桁104下面と橋梁100の橋軸方向とのなす角度θi+1とから、i番目のターゲット設置位置の主桁104下面と橋梁100の橋軸方向とのなす角度θmiを推定して鉛直変位補正量(=Mi×tanθmi)を算出する方法がある。 For example, there is a method of estimating the angle θ mi between the underside of the main girder 104 at the i-th target installation position and the bridge axis direction of the bridge 100 from the angle θ i between the underside of the main girder 104 at the i-th laser light application means 22 installation position and the bridge axis direction of the bridge 100, and the angle θ i+ 1 between the underside of the main girder 104 at the ( i+1 )th laser light application means 22 installation position and the bridge axis direction of the bridge 100, and calculating the vertical displacement correction amount (= Mi × tan θ mi ).

そしてこの場合、i番目のターゲット設置位置の主桁104下面と橋梁100の橋軸方向とのなす角度θmiは、LiとMiの距離の比率に応じて、例えば、
θmi=(Li×θi+1+Mi×θ)/(Li+Mi)
で算出することができる。
In this case, the angle θ mi between the underside of the main girder 104 at the i-th target installation position and the bridge axis direction of the bridge 100 is calculated according to the ratio of the distances Li and Mi, for example, as follows:
θ mi =(Li×θ i+1 +Mi×θ i )/(Li+Mi)
It can be calculated as follows.

また、本第3実施形態に係る構造物変位計測システム40は、第2実施形態に係る構造物変位計測システム20を、橋梁100の上部構造102の主桁104の下面に複数配置した構造物変位計測システムであるので、第2実施形態に係る構造物変位計測システム20そのものについての説明は、前記「(2)第2実施形態」における説明で代えることとする(1組の変位計測手段42は、第2実施形態に係る構造物変位計測システム20と同じである)。 The structure displacement measurement system 40 according to the third embodiment is a structure displacement measurement system in which multiple structure displacement measurement systems 20 according to the second embodiment are arranged on the underside of the main girders 104 of the superstructure 102 of the bridge 100, so the description of the structure displacement measurement system 20 according to the second embodiment itself shall be replaced with the description in "(2) Second embodiment" above (the set of displacement measurement means 42 is the same as the structure displacement measurement system 20 according to the second embodiment).

また、本第3実施形態に係る構造物変位計測システム40は、第2実施形態に係る構造物変位計測システム20を複数用いた実施形態であったが、第2実施形態に係る構造物変位計測システム20に替えて、第1実施形態に係る構造物変位計測システム10を複数用いて構造物変位計測システムを構成してもよい。 In addition, the structure displacement measurement system 40 according to the third embodiment is an embodiment that uses multiple structure displacement measurement systems 20 according to the second embodiment, but instead of the structure displacement measurement system 20 according to the second embodiment, a structure displacement measurement system may be configured using multiple structure displacement measurement systems 10 according to the first embodiment.

(4)第4実施形態
本発明の第1、第2実施形態に係る構造物変位計測システム10、20は、橋梁100の上部構造102の所定の2つの位置の間の鉛直方向についての位置座標の差を計測する構造物変位計測システムであり、本発明の第3実施形態に係る構造物変位計測システム40は、第2実施形態に係る構造物変位計測システム20を、橋梁100の橋軸直角方向から見て、橋梁100の橋軸方向に橋梁100の上部構造102に複数配置した構造物変位計測システムであり、本発明の第1、第2、第3実施形態に係る構造物変位計測システム10、20、40は、いずれも、橋梁100の上部構造102内の複数の位置の間の鉛直方向の位置座標の差を計測する構造物変位計測システムであるが、本発明の第4実施形態に係る構造物変位計測システム50は、地面300に立設する立設構造物302(例えば、橋梁の下部構造または建築物)内の複数の位置の間の水平方向の位置座標の差を計測する構造物変位計測システムである。
(4) Fourth embodiment The structure displacement measurement systems 10, 20 according to the first and second embodiments of the present invention are structure displacement measurement systems that measure the difference in vertical position coordinate between two specified positions on the superstructure 102 of a bridge 100, and the structure displacement measurement system 40 according to the third embodiment of the present invention is a structure displacement measurement system in which a plurality of structure displacement measurement systems 20 according to the second embodiment are arranged on the superstructure 102 of the bridge 100 in the bridge axis direction of the bridge 100 when viewed from the direction perpendicular to the bridge axis of the bridge 100. The structure displacement measurement systems 10, 20, 40 according to the first, second and third embodiments of the present invention are all structure displacement measurement systems that measure the difference in vertical position coordinate between a plurality of positions in the superstructure 102 of the bridge 100, but the structure displacement measurement system 50 according to the fourth embodiment of the present invention is a structure displacement measurement system that measures the difference in horizontal position coordinate between a plurality of positions in an upright structure 302 (e.g., a substructure or building of a bridge) that stands on the ground 300.

図14は、本発明の第4実施形態に係る構造物変位計測システム50を模式的に示す側面図である。図14では、立設基準状態(立設構造物302に水平方向の変位が生じていない状態)を破線で記し、変位計測時点の状態を実線で記している。 Figure 14 is a side view that shows a schematic diagram of a structure displacement measurement system 50 according to a fourth embodiment of the present invention. In Figure 14, the standing reference state (a state in which no horizontal displacement occurs in the standing structure 302) is shown by a dashed line, and the state at the time of displacement measurement is shown by a solid line.

本第4実施形態に係る構造物変位計測システム50は、簡潔に言えば、第2、第3実施形態に係る構造物変位計測システム20、40を、地面300に立設する立設構造物302(例えば、橋梁の下部構造または建築物)に適用した実施形態である。本第4実施形態に係る構造物変位計測システム50では、レーザー光照射手段22および該レーザー光照射手段22からのレーザー光Lvの照射を受けるターゲット24を一体化したターゲット搭載レーザー光照射手段52を用いており、ターゲット搭載レーザー光照射手段52は鉛直方向にレーザー光Lvを照射する。したがって、本第4実施形態に係る構造物変位計測システム50では、地面300に立設する立設構造物302(例えば、橋梁の下部構造または建築物)内の複数の位置の間の水平方向の位置座標の差を計測する。 The structure displacement measurement system 50 according to the fourth embodiment is, in brief, an embodiment in which the structure displacement measurement systems 20 and 40 according to the second and third embodiments are applied to an erect structure 302 (e.g., a bridge substructure or a building) erected on the ground 300. The structure displacement measurement system 50 according to the fourth embodiment uses a target-mounted laser light irradiation means 52 that integrates a laser light irradiation means 22 and a target 24 that receives the irradiation of the laser light Lv from the laser light irradiation means 22, and the target-mounted laser light irradiation means 52 irradiates the laser light Lv in the vertical direction. Therefore, the structure displacement measurement system 50 according to the fourth embodiment measures the difference in horizontal position coordinates between multiple positions in the erect structure 302 (e.g., a bridge substructure or a building) erected on the ground 300.

前述したように、本第4実施形態に係る構造物変位計測システム50は、簡潔に言えば、第2、第3実施形態に係る構造物変位計測システム40を、地面300に立設する立設構造物302(例えば、橋梁の下部構造または建築物)に適用した実施形態であるので、上記以外の説明については、第2、第3実施形態に係る構造物変位計測システム20、40の説明をもって代えることとする。 As mentioned above, the structure displacement measurement system 50 according to the fourth embodiment is, simply put, an embodiment in which the structure displacement measurement system 40 according to the second and third embodiments is applied to an erect structure 302 (e.g., a bridge substructure or a building) erected on the ground 300, so that any explanation other than the above will be replaced by the explanation of the structure displacement measurement systems 20 and 40 according to the second and third embodiments.

なお、図14では、ターゲット搭載レーザー光照射手段52を4つ描いており、変位計測領域は3つであるが、ターゲット搭載レーザー光照射手段52を5つ以上にして変位計測領域を4つ以上にしてもよく、また、ターゲット搭載レーザー光照射手段52を2つ、または3つにして、変位計測領域を1つ、または2つにしてもよい。 In FIG. 14, four target-mounted laser light irradiation means 52 are depicted, and there are three displacement measurement areas; however, there may be five or more target-mounted laser light irradiation means 52 and four or more displacement measurement areas, or there may be two or three target-mounted laser light irradiation means 52 and one or two displacement measurement areas.

また、本明細書において「地面に立設する」とは、地面の表面に立設している場合だけでなく、地面の表面から所定の長さだけ地中に埋め込んだ場合や、地中を掘り進んで支持地盤に立設させた場合や、杭を地中に打設して該杭の上に立設させた場合等も含む。 In addition, in this specification, "standing on the ground" does not only mean standing on the surface of the ground, but also includes cases where the device is buried a certain length below the surface of the ground, where the device is dug into the ground and standing on the supporting foundation, or where a pile is driven into the ground and the device is standing on the pile.

(5)第5実施形態
図15は、本発明の第5実施形態に係る構造物変位計測システム60を模式的に示す側面図である。図15では、立設基準状態(立設構造物302に水平方向の変位が生じていない状態)を破線で記し、変位計測時点の状態を実線で記している。
(5) Fifth embodiment Fig. 15 is a side view showing a structure displacement measurement system 60 according to a fifth embodiment of the present invention. In Fig. 15, the standing reference state (a state in which no horizontal displacement occurs in the standing structure 302) is indicated by a dashed line, and the state at the time of displacement measurement is indicated by a solid line.

第4実施形態に係る構造物変位計測システム50では、第2、第3実施形態に係る構造物変位計測システム20、40で用いたレーザー光照射手段22およびターゲット24を一体化したターゲット搭載レーザー光照射手段52を用いたが、それに替えて、本第5実施形態に係る構造物変位計測システム60では、第1実施形態に係る構造物変位計測システム10で用いたレーザー光照射手段12および反射部材14を一体化した反射部材搭載レーザー光照射手段62を用いており、反射部材搭載レーザー光照射手段62は、傾斜センサー(図示せず)を搭載しており、照射したレーザー光Lの照射角度(例えば水平面に対する角度)を検出する機能も有している。さらに、反射部材搭載レーザー光照射手段62は、反射部材搭載レーザー光照射手段62の反射部材に照射したレーザー光Lが該反射部材の反射部で反射されて戻ってきた反射光Rを受光する受光部(図示せず)を搭載しており、戻ってきた反射光Rのデータから、前記反射部材までの距離を計測する機能も有している。 In the structure displacement measurement system 50 according to the fourth embodiment, the target-mounted laser light irradiation means 52 is used, which integrates the laser light irradiation means 22 and the target 24 used in the structure displacement measurement systems 20 and 40 according to the second and third embodiments. Instead of that, in the structure displacement measurement system 60 according to the fifth embodiment, the reflector-mounted laser light irradiation means 62 is used, which integrates the laser light irradiation means 12 and the reflecting member 14 used in the structure displacement measurement system 10 according to the first embodiment. The reflector-mounted laser light irradiation means 62 is equipped with an inclination sensor (not shown) and also has a function of detecting the irradiation angle (e.g., angle with respect to the horizontal plane) of the irradiated laser light L. Furthermore, the reflector-mounted laser light irradiation means 62 is equipped with a light receiving unit (not shown) that receives the reflected light R that is reflected by the reflecting part of the reflecting member and returned from the laser light L irradiated to the reflecting member of the reflector-mounted laser light irradiation means 62, and also has a function of measuring the distance to the reflecting member from the data of the returned reflected light R.

本第5実施形態に係る構造物変位計測システム60では、レーザー光照射手段12および該レーザー光照射手段12からのレーザー光Lの照射を受ける反射部材14を一体化した反射部材搭載レーザー光照射手段62を用いており、反射部材搭載レーザー光照射手段62は立設基準状態において鉛直方向にレーザー光Lを照射する。したがって、本第5実施形態に係る構造物変位計測システム60では、地面300に立設する立設構造物302(例えば、橋梁の下部構造または建築物)内の水平方向の相対的な位置の変動を計測する。 The structure displacement measurement system 60 according to the fifth embodiment uses a reflector-mounted laser light irradiation means 62 that integrates a laser light irradiation means 12 and a reflector 14 that receives the laser light L from the laser light irradiation means 12, and the reflector-mounted laser light irradiation means 62 irradiates the laser light L in the vertical direction in the erect reference state. Therefore, the structure displacement measurement system 60 according to the fifth embodiment measures the relative horizontal positional fluctuation within an erect structure 302 (e.g., a bridge substructure or a building) erected on the ground 300.

前述したように、本第5実施形態に係る構造物変位計測システム60では、第4実施形態に係る構造物変位計測システム50で用いたターゲット搭載レーザー光照射手段52に替えて反射部材搭載レーザー光照射手段62を用いている以外は、第4実施形態に係る構造物変位計測システム50と概ね同様であり、また前述したように、本第5実施形態に係る構造物変位計測システム60で用いる反射部材搭載レーザー光照射手段62は、第1実施形態に係る構造物変位計測システム10で用いたレーザー光照射手段12および反射部材14を一体化したものであるので、それらの説明をもって、この「(5)第5実施形態」で記載したこと以外のことについては、本第5実施形態に係る構造物変位計測システム60の説明に代えるものとする。 As described above, the structure displacement measurement system 60 according to the fifth embodiment is generally similar to the structure displacement measurement system 50 according to the fourth embodiment, except that a reflector-mounted laser light irradiation means 62 is used instead of the target-mounted laser light irradiation means 52 used in the structure displacement measurement system 50 according to the fourth embodiment. Also, as described above, the reflector-mounted laser light irradiation means 62 used in the structure displacement measurement system 60 according to the fifth embodiment is an integrated version of the laser light irradiation means 12 and reflector 14 used in the structure displacement measurement system 10 according to the first embodiment, so that the description of these will be used to replace the description of the structure displacement measurement system 60 according to the fifth embodiment, except for the matters described in "(5) Fifth embodiment".

なお、図15では、反射部材搭載レーザー光照射手段62を4つ描いており、変位計測領域は3つであるが、反射部材搭載レーザー光照射手段62を5つ以上にして変位計測領域を4つ以上にしてもよく、また、反射部材搭載レーザー光照射手段62を2つ、または3つにして、変位計測領域を1つ、または2つにしてもよい。 In FIG. 15, four reflector-mounted laser light emitting means 62 are shown, and there are three displacement measurement regions; however, there may be five or more reflector-mounted laser light emitting means 62, and four or more displacement measurement regions, or there may be two or three reflector-mounted laser light emitting means 62, and one or two displacement measurement regions.

(6)補足
本発明において、レーザー光照射手段がターゲットまたは反射部材に向けて照射するレーザー光の進行方向は、一つの構造物において想定される変位方向と所定角度で進行するように配置されるものであっても、直交する方向で進行するように配置されるものであってもよい。
(6) Supplementary Note In the present invention, the traveling direction of the laser light irradiated by the laser light irradiating means toward the target or the reflecting member may be arranged so as to travel at a predetermined angle to the assumed displacement direction of a structure, or may be arranged so as to travel in a direction perpendicular to the assumed displacement direction of a structure.

ここで「想定される変位方向」について具体的に説明すると、例えば、前記一つの構造物が橋梁の上部構造である場合、死荷重や活荷重によって当該上部構造に鉛直方向に変位が生じることが想定されるので、想定される変位方向を鉛直方向とすることができる。また、例えば、前記一つの構造物が地面に立設する橋梁の下部構造や建築物である場合、地震時に水平方向に変位が生じることが想定されるので、想定される変位方向を水平方向とすることができる。 To explain the "expected displacement direction" in more detail, for example, if the one structure is the superstructure of a bridge, it is expected that the superstructure will be displaced vertically due to dead load and live load, so the expected displacement direction can be the vertical direction. Also, for example, if the one structure is a bridge substructure or a building erected on the ground, it is expected that horizontal displacement will occur during an earthquake, so the expected displacement direction can be the horizontal direction.

10、20、40、50、60…構造物変位計測システム
12、22…レーザー光照射手段
12A、22A…レーザー発振部
12A1、22A1…発振点
14…反射部材
14A…反射部
14A1…受光点(反射点)
16、26、28…通信機器
18、30…コンピュータ
18A、30A…変位量算出部
18B、30B…指示部
24…ターゲット
24A…受光部
24A0…基準状態における受光点
24A1…変位計測時点における受光点
42…変位計測手段
44、44a、44b、44c、44d…変位計測領域
52…ターゲット搭載レーザー光照射手段
62…反射部材搭載レーザー光照射手段
100…橋梁
102…上部構造
104…主桁
106…支点
200…インターネット
300…地面
302…立設構造物
D…距離
L、Lh、Lv…レーザー光
P1、P2、P11、P12、P13、P14…位置
R…反射光
v、v1、v2、v3、v4…鉛直変位
θ…レーザー光Lの水平面に対する角度
REFERENCE SIGNS LIST 10, 20, 40, 50, 60...Structural displacement measurement system 12, 22...Laser light irradiation means 12A, 22A...Laser oscillation unit 12A1, 22A1...Oscillation point 14...Reflecting member 14A...Reflecting unit 14A1...Light receiving point (reflection point)
16, 26, 28...Communication equipment 18, 30...Computer 18A, 30A...Displacement calculation unit 18B, 30B...Indication unit 24...Target 24A...Light receiving unit 24A0...Light receiving point in reference state 24A1...Light receiving point at displacement measurement time 42...Displacement measurement means 44, 44a, 44b, 44c, 44d...Displacement measurement area 52...Target-mounted laser light emitting means 62...Reflective member-mounted laser light emitting means 100...Bridge 102...Superstructure 104...Main girder 106...Support 200...Internet 300...Ground 302...Upright structure D...Distance L, Lh, Lv...Laser light P1, P2, P11, P12, P13, P14...Position R...Reflected light v, v1, v2, v3, v4...Vertical displacement θ: Angle of the laser light L with respect to the horizontal plane

Claims (6)

橋梁の主桁上の部位の変位を計測する構造物変位計測システムであって、
レーザー光を出射するレーザー発振部を有し、前記主桁上に配置されたレーザー光照射手段と、前記レーザー光照射手段から出射されたレーザー光を受光するとともに、該レーザー光の受光位置を検出可能な受光部を有し、前記レーザー光照射手段から出射される前記レーザー光の出射方向に、前記レーザー光照射手段から所定距離離れて前記主桁上に配置されたターゲット部材とを、それぞれn個(n≧2)ずつ有し、
前記n個の前記レーザー光照射手段それぞれから出射されるレーザー光の出射角度を所定角度に調整するレーザー角度調整手段と、
前記n個の前記ターゲット部材の前記受光部それぞれで得られる受光位置についての位置情報に基づいて、前記n個の前記ターゲット部材それぞれが配置された前記主桁上の部位の鉛直方向の成分の変位量を算出可能な変位量算出手段と、
を備え、
前記n個の前記レーザー光照射手段は全て前記橋梁の前記主桁のうちの同一の一つの主桁に配置され、前記n個の前記ターゲット部材のそれぞれは、前記n個の前記レーザー光照射手段それぞれから前記同一の一つの主桁の長手方向に所定距離離れて前記同一の一つの主桁に配置されており、
前記n個の前記レーザー光照射手段と前記n個の前記ターゲット部材のうち、第k+1番目(1≦k≦n-1)の前記レーザー光照射手段と第k番目(1≦k≦n)の前記ターゲット部材とは、前記同一の一つの主桁上の部位の鉛直方向と直交する一定の方向における距離Miがほぼゼロとなるように、互いに前記同一の一つの主桁上で前記橋梁の橋軸方向と垂直な方向に並んで配置され、前記n個の前記レーザー光照射手段と前記n個のターゲット部材のうち、第k(1≦k≦n)番目の前記レーザー光照射手段から第k(1≦k≦n)番目の前記ターゲット部材へと向かう方向は、前記第k番目の前記レーザー光照射手段から出射されるレーザー光の出射方向であり、且つ第1番目の前記レーザー光照射手段と第n番目の前記ターゲット部材との間の、前記同一の一つの主桁上の部位の鉛直方向と直交する一定の方向における距離Snが、以下の関係式1、即ち、
(前記関係式1中、
L1は、1番目のレーザー光照射手段の配置位置と1番目のターゲット部材の配置位置との間の、前記同一の一つの主桁上の部位の鉛直方向と直交する一定の方向における距離であり、
Liは、i番目のレーザー光照射手段の配置位置とi番目のターゲット部材の配置位置との間の、前記同一の一つの主桁上の部位の鉛直方向と直交する一定の方向における距離であり、
Miは、i番目のターゲット部材の配置位置とi+1番目のレーザー光照射手段の配置位置との間の、前記同一の一つの主桁上の部位の鉛直方向と直交する一定の方向における距離である)
を満たし、且つ、前記距離Snが前記同一の一つの主桁の長手方向全長にほぼ等しくなるように、前記n個の前記レーザー光照射手段と前記n個の前記ターゲット部材は配置され、
前記変位量算出手段は、第1の時間に第(n-1)番目の前記レーザー光照射手段から前記レーザー角度調整手段で所定角度に調整されて出射したレーザー光が前記第(n-1)番目の前記ターゲット部材の前記受光部に受光されて得られる受光位置についての第1位置情報と、前記第1の時間後の第2の時間に前記第(n-1)番目の前記レーザー光照射手段から前記レーザー角度調整手段で前記所定角度に調整されて出射したレーザー光が前記第(n-1)番目の前記ターゲット部材の前記受光部に受光されて得られる受光位置についての第2位置情報との差分情報に基づいて、前記第(n-1)番目の前記ターゲット部材が配置された前記主桁上の部位の前記第1の時間から前記第2の時間までの第(n-1)構造変位量を算出可能であり、また、前記第1の時間に第n番目の前記レーザー光照射手段から前記レーザー角度調整手段で所定角度に調整されて出射したレーザー光が前記第n番目の前記ターゲット部材の前記受光部に受光されて得られる受光位置についての第1位置情報と、前記第1の時間後の第2の時間に前記第n番目の前記レーザー照射手段から前記レーザー角度調整手段で前記所定角度に調整されて出射したレーザー光が前記第n番目の前記ターゲット部材の前記受光部に受光されて得られる受光位置についての第2位置情報との差分情報に基づいて、前記第n番目の前記ターゲット部材が配置された前記主桁上の部位の前記第1の時間から前記第2の時間までの第n構造変位量を算出可能であり、
前記変位量算出手段で算出可能な前記第(n-1)構造変位量と前記第n構造変位量は、前記ターゲット部材が配置された前記同一の一つの主桁上の部位の鉛直方向成分の変位量であることを特徴とする構造物変位計測システム。
A structure displacement measurement system that measures the displacement of a portion on a main girder of a bridge ,
a laser beam irradiating means having a laser oscillator for emitting a laser beam and disposed on the main beam ; and a target member having a light receiving section for receiving the laser beam emitted from the laser beam irradiating means and capable of detecting a receiving position of the laser beam, the target member being disposed on the main beam at a predetermined distance from the laser beam irradiating means in the emission direction of the laser beam emitted from the laser beam irradiating means, n pieces (n≧2) of each target member;
a laser angle adjustment means for adjusting an emission angle of the laser light emitted from each of the n laser light irradiation means to a predetermined angle;
a displacement amount calculation means for calculating a displacement amount of a vertical component of a portion on the main beam where each of the n target members is disposed based on position information regarding a light receiving position obtained by each of the light receiving units of the n target members ;
Equipped with
all of the n laser light application means are disposed on one of the main girders of the bridge, and each of the n target members is disposed on the same main girder at a predetermined distance from each of the n laser light application means in a longitudinal direction of the same main girder,
Among the n laser light irradiation means and the n target members, the k+1th (1≦k≦n-1) laser light irradiation means and the kth (1≦k≦n) target member are arranged side by side in a direction perpendicular to the bridge axis direction of the bridge on the same main girder so that a distance Mi in a certain direction perpendicular to the vertical direction of the part on the same main girder is almost zero, and among the n laser light irradiation means and the n target members, a direction from the kth (1≦k≦n) laser light irradiation means to the kth (1≦k≦n) target member is an emission direction of the laser light emitted from the kth laser light irradiation means, and a distance Sn between the 1st laser light irradiation means and the nth target member in a certain direction perpendicular to the vertical direction of the part on the same main girder is expressed by the following relational expression 1, that is,
(In the above Relational Formula 1,
L1 is a distance between the arrangement position of the first laser light irradiation means and the arrangement position of the first target member in a certain direction perpendicular to the vertical direction of a portion on the same main girder ,
Li is the distance between the arrangement position of the i-th laser light irradiation means and the arrangement position of the i-th target member in a certain direction perpendicular to the vertical direction of the portion on the same main beam ,
Mi is the distance between the position of the i-th target member and the position of the (i+1)-th laser light irradiation means in a certain direction perpendicular to the vertical direction of the portion on the same main girder .
the n laser light irradiation means and the n target members are arranged so that the n laser light irradiation means and the n target members satisfy the above condition and the distance Sn is substantially equal to the entire length of the same main beam in the longitudinal direction ,
The displacement amount calculation means calculates a difference between first position information about a light receiving position obtained when a laser beam, which is adjusted to a predetermined angle by the laser angle adjustment means and emitted from the (n-1)th laser beam irradiating means at a first time, is received by the light receiving unit of the (n-1)th target member, and second position information about a light receiving position obtained when a laser beam, which is adjusted to the predetermined angle by the laser angle adjustment means and emitted from the (n-1)th laser beam irradiating means at a second time after the first time, is received by the light receiving unit of the (n-1)th target member, based on difference information between first position information about a light receiving position obtained when a laser beam, which is adjusted to the predetermined angle by the laser angle adjustment means and emitted from the (n-1)th laser beam irradiating means at a second time after the first time, is received by the light receiving unit of the (n-1)th target member. ) a structural displacement amount can be calculated, and an nth structural displacement amount from the first time to the second time of a portion on the main girder on which the nth target member is disposed can be calculated based on difference information between first position information about a light receiving position obtained when the laser light emitted from the nth laser light irradiating means after being adjusted to a predetermined angle by the laser angle adjustment means at the first time is received by the light receiving unit of the nth target member, and second position information about a light receiving position obtained when the laser light emitted from the nth laser light irradiating means after being adjusted to the predetermined angle by the laser angle adjustment means at a second time after the first time is received by the light receiving unit of the nth target member ,
A structural displacement measurement system characterized in that the (n-1)th structural displacement amount and the nth structural displacement amount that can be calculated by the displacement amount calculation means are displacement amounts of vertical components of a portion on the same main girder on which the target member is placed .
橋梁の主桁上の部位の変位を計測する構造物変位計測システムであって、
レーザー光を出射するレーザー発振部を有し、前記主桁上に配置されたレーザー光照射手段、前記レーザー光照射手段から出射される前記レーザー光の出射方向に、前記レーザー光照射手段から所定距離離れて前記主桁上に配置された、前記レーザー光を反射する反射部材、及び前記主桁上の前記レーザー光照射手段それぞれに近接して配置され、前記反射部材で反射された前記レーザー光の反射光を受光するとともに、該反射光の受光位置を検出可能な反射光受光部を、それぞれn個(n≧2)ずつ有し、
前記n個の前記レーザー光照射手段それぞれから出射されるレーザー光の出射角度を検出するレーザー角度検出手段と、
前記レーザー角度検出手段で検出して得られる、前記n個の前記レーザー光照射手段から出射されるレーザー光それぞれの出射角度情報、および前記n個の前記反射光受光部それぞれで得られる前記反射光の受光位置についての位置情報に基づいて、前記n個の前記反射部材それぞれが配置された前記主桁上の部位の鉛直方向の成分の変位量を算出可能な変位量算出手段と、
を備え、
前記n個のレーザー光照射手段および前記n個の反射光受光部は全て前記橋梁の前記主桁のうちの同一の一つの主桁に配置され、前記n個の反射部材のそれぞれは、前記n個のレーザー光照射手段それぞれから前記同一の一つの主桁の長手方向に所定距離離れて前記同一の一つの主桁に配置されており、
前記n個の前記レーザー光照射手段と前記n個の前記反射部材のうち、第k+1番目(1≦k≦n-1)の前記レーザー光照射手段と第k番目(1≦k≦n)の前記反射部材とは、前記同一の一つの主桁上の部位の鉛直方向と直交する一定の方向における距離Miがほぼゼロとなるように、互いに前記同一の一つの主桁上で前記橋梁の橋軸方向と垂直な方向に並んで配置され、前記n個の前記レーザー光照射手段及び前記n個の前記反射部材のうち、第k番目(1≦k≦n)の前記レーザー光照射手段から第k番目(1≦k≦n)の前記反射部材へと向かう方向は、第k番目の前記レーザー光照射手段から出射されるレーザー光の出射方向であり、且つ第1番目の前記レーザー光照射手段と第n番目の前記反射部材との間の、前記同一の一つの主桁上の部位の鉛直方向と直交する一定の方向における距離Snが、以下の関係式2、即ち、
(前記関係式2中、
L1は、1番目のレーザー光照射手段の配置位置と1番目の反射部材の配置位置との間の、前記同一の一つの主桁上の部位の鉛直方向と直交する一定の方向における距離であり、
Liは、i番目のレーザー光照射手段の配置位置とi番目の反射部材の配置位置との間の、前記同一の一つの主桁上の部位の鉛直方向と直交する一定の方向における距離であり、
Miは、i番目の反射部材の配置位置とi+1番目のレーザー光照射手段の配置位置との間の、前記同一の一つの主桁上の部位の鉛直方向と直交する一定の方向における距離である)
を満たし、且つ、前記距離Snが前記同一の一つの主桁の長手方向全長にほぼ等しくなるように、前記n個の前記レーザー光照射手段と前記n個の前記反射部材は配置され、
前記変位量算出手段は、第1の時間に第(n-1)番目の前記レーザー光照射手段から出射したレーザー光の出射角度を前記レーザー角度検出手段で検出して得られる第1出射角度と、前記第1の時間後の第2の時間に前記第(n-1)番目の前記レーザー光照射手段から出射したレーザー光の出射角度を前記レーザー角度検出手段で検出して得られる第2出射角度との出射角度差分情報、および前記第2の時間に前記第(n-1)番目の前記レーザー光照射手段から出射したレーザー光が前記第(n-1)番目の前記反射部材で反射して前記第(n-1)番目の前記反射光受光部に受光されて得られる受光位置についての位置情報に基づいて、前記第(n-1)番目の前記反射部材が配置された前記主桁上の部位の前記第1の時間から前記第2の時間までの第(n-1)構造変位量を算出可能であり、また、前記第1の時間に前記第n番目の前記レーザー光照射手段から出射したレーザー光の出射角度を前記レーザー角度検出手段で検出して得られる第1出射角度と、前記第1の時間後の第2の時間に前記第n番目の前記レーザー光照射手段から出射したレーザー光の出射角度を前記レーザー角度検出手段で検出して得られる第2出射角度との出射角度差分情報、および前記第2の時間に前記第n番目の前記レーザー光照射手段から出射したレーザー光が前記第n番目の前記反射部材で反射して前記第n番目の前記反射光受光部に受光されて得られる受光位置についての位置情報に基づいて、前記第n番目の前記反射部材が配置された前記主桁上の部位の前記第1の時間から前記第2の時間までの第n構造変位量を算出可能であり、
前記変位量算出手段で算出可能な前記第(n-1)構造変位量と前記第n構造変位量は、前記反射部材が配置された前記同一の一つの主桁上の部位の鉛直方向成分の変位量であることを特徴とする構造物変位計測システム。
A structure displacement measurement system that measures the displacement of a portion on a main girder of a bridge ,
a laser beam irradiating means having a laser oscillator for emitting a laser beam and arranged on the main beam , a reflecting member for reflecting the laser beam, arranged on the main beam at a predetermined distance from the laser beam irradiating means in the emission direction of the laser beam emitted from the laser beam irradiating means, and n (n≧2) reflected light receiving units arranged close to each of the laser beam irradiating means on the main beam , receiving reflected light of the laser beam reflected by the reflecting member and capable of detecting the receiving position of the reflected light,
a laser angle detection means for detecting an emission angle of a laser beam emitted from each of the n laser beam irradiation means;
a displacement amount calculation means for calculating a displacement amount of a vertical component of a portion on the main beam where each of the n reflecting members is disposed, based on emission angle information of each of the laser beams emitted from the n laser beam irradiating means, which is obtained by detection using the laser angle detection means, and position information on a receiving position of the reflected light, which is obtained by each of the n reflected light receiving units;
Equipped with
the n laser light emitting means and the n reflected light receiving units are all disposed on one of the main girders of the bridge, and each of the n reflecting members is disposed on the same main girder at a predetermined distance from each of the n laser light emitting means in a longitudinal direction of the same main girder,
Among the n laser light irradiation means and the n reflecting members, the k+1th (1≦k≦n-1) laser light irradiation means and the kth (1≦k≦n) reflecting member are arranged side by side in a direction perpendicular to the bridge axis direction of the bridge on the same main girder so that the distance Mi in a certain direction perpendicular to the vertical direction of the part on the same main girder is almost zero, and the direction from the kth (1≦k≦n) laser light irradiation means to the kth (1≦k≦n) reflecting member among the n laser light irradiation means and the n reflecting members is the emission direction of the laser light emitted from the kth laser light irradiation means, and the distance Sn between the 1st laser light irradiation means and the nth reflecting member in a certain direction perpendicular to the vertical direction of the part on the same main girder is expressed by the following relational expression 2, that is,
(In the above-mentioned Relational Formula 2,
L1 is a distance between the arrangement position of the first laser light irradiation means and the arrangement position of the first reflecting member in a certain direction perpendicular to the vertical direction of a portion on the same main beam ,
Li is the distance between the position of the i-th laser light irradiation means and the position of the i-th reflection member in a certain direction perpendicular to the vertical direction of a portion on the same main beam ,
Mi is the distance between the position of the i-th reflecting member and the position of the (i+1)-th laser light irradiating means in a certain direction perpendicular to the vertical direction of the portion on the same main beam .
the n laser light irradiation means and the n reflecting members are arranged so that the n laser light irradiation means and the n reflecting members satisfy the above condition and the distance Sn is substantially equal to the entire length of the same main beam in the longitudinal direction ,
The displacement amount calculation means calculates the (n-1)th reflecting member from the portion on the main beam where the (n-1)th reflecting member is disposed based on emission angle difference information between a first emission angle obtained by detecting an emission angle of the laser light emitted from the (n-1)th laser light irradiating means at a first time with the laser angle detection means and a second emission angle obtained by detecting an emission angle of the laser light emitted from the (n-1)th laser light irradiating means at a second time after the first time with the laser angle detection means, and position information on a light receiving position obtained by the laser light emitted from the (n-1)th laser light irradiating means at the second time being reflected by the (n-1)th reflecting member and being received by the (n-1)th reflected light receiving unit. 1) a structural displacement amount can be calculated, and an nth structural displacement amount from the first time to the second time of a portion on the main beam where the nth reflecting member is arranged can be calculated based on emission angle difference information between a first emission angle obtained by detecting the emission angle of the laser light emitted from the nth laser light emitting means at the first time with the laser angle detection means and a second emission angle obtained by detecting the emission angle of the laser light emitted from the nth laser light emitting means at a second time after the first time with the laser angle detection means, and position information on a light receiving position obtained when the laser light emitted from the nth laser light emitting means at the second time is reflected by the nth reflecting member and received by the nth reflected light receiving unit ,
A structural displacement measurement system characterized in that the (n-1)th structural displacement amount and the nth structural displacement amount that can be calculated by the displacement amount calculation means are displacement amounts of vertical components of portions on the same main girder where the reflective member is arranged .
前記n個の前記レーザー光照射手段のうち、第1番目の前記レーザー光照射手段は、橋梁の下部構造の支承付近に配置されていることを特徴とする請求項又はに記載の構造物変位計測システム。 3. A structure displacement measurement system according to claim 1 , wherein a first laser light irradiation means among the n laser light irradiation means is disposed near a support of a substructure of a bridge. 前記レーザー光照射手段および前記ターゲット部材は、前記同一の一つの主桁の下面に設置されていることを特徴とする請求項に記載の構造物変位計測システム。 2. A structural displacement measurement system according to claim 1 , wherein the laser light irradiation means and the target member are installed on the underside of the same main girder. 前記レーザー光照射手段および前記反射部材は、前記同一の一つの主桁の下面に設置されていることを特徴とする請求項に記載の構造物変位計測システム。 3. A structural displacement measurement system according to claim 2 , wherein the laser light irradiation means and the reflecting member are installed on the underside of the same main girder. 前記変位量算出手段は、外部接続可能なコンピュータであることを特徴とする請求項1~のいずれかに記載の構造物変位計測システム。
6. A structure displacement measurement system according to claim 1, wherein the displacement amount calculation means is an externally connectable computer.
JP2021090467A 2021-05-28 2021-05-28 Structural Displacement Measurement System Active JP7543983B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021090467A JP7543983B2 (en) 2021-05-28 2021-05-28 Structural Displacement Measurement System

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021090467A JP7543983B2 (en) 2021-05-28 2021-05-28 Structural Displacement Measurement System

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022182749A JP2022182749A (en) 2022-12-08
JP7543983B2 true JP7543983B2 (en) 2024-09-03

Family

ID=84328992

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021090467A Active JP7543983B2 (en) 2021-05-28 2021-05-28 Structural Displacement Measurement System

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7543983B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115876095A (en) * 2023-03-02 2023-03-31 金钱猫科技股份有限公司 Bridge displacement monitoring method, system, equipment and storage medium
KR102856972B1 (en) * 2023-05-10 2025-09-09 (주)한국건설정보연구원 Warning system for safety of undergroud work
CN117928389B (en) * 2024-01-12 2024-10-25 中交二公局第一工程有限公司 Cable tower deflection monitoring control system in construction process of cable-stayed suspension bridge
CN118031818B (en) * 2024-02-27 2025-02-11 浙江农林大学 A real-time monitoring system for working displacement and deformation of building shock absorbers

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008123510A1 (en) 2007-03-30 2008-10-16 Kyoto University Displacement measuring method, displacement measuring apparatus and target for displacement measurement
JP2009192503A (en) 2008-02-18 2009-08-27 Railway Technical Res Inst Structure displacement estimation system and structure displacement estimation method
WO2019054419A1 (en) 2017-09-12 2019-03-21 日本電気株式会社 State determining device, state determining method, and computer-readable recording medium

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59172309U (en) * 1983-05-04 1984-11-17 川崎製鉄株式会社 Crane girder deflection measuring device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008123510A1 (en) 2007-03-30 2008-10-16 Kyoto University Displacement measuring method, displacement measuring apparatus and target for displacement measurement
JP2009192503A (en) 2008-02-18 2009-08-27 Railway Technical Res Inst Structure displacement estimation system and structure displacement estimation method
WO2019054419A1 (en) 2017-09-12 2019-03-21 日本電気株式会社 State determining device, state determining method, and computer-readable recording medium

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022182749A (en) 2022-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7543983B2 (en) Structural Displacement Measurement System
EP2113743B1 (en) Displacement measuring method, displacement measuring instrument, displacement measuring target and structure
JP5330229B2 (en) Displacement measuring method, displacement measuring apparatus, and displacement measuring target
US20180164093A1 (en) Apparatus and methods for monitoring movement of physical structures by laser deflection
US20070171434A1 (en) Method and apparatus for performing overhead crane rail alignment surveys
CN101713639B (en) radio telescope co-phase detection method based on four-point support of quadrilateral subpanel
CN104048620B (en) A kind of Radio Telescope Antenna face shape absolute calibration apparatus and method
JP2022511260A (en) A device for detecting relative posture information between rolls and a method for measuring the roll alignment state using the device.
CN110824448A (en) Radar detection device, and working method and mounting method of radar detection device
CN110319777A (en) A kind of High Precision Long-distance surveys the multiple reflections formula measuring device and method of displacement
CN114234909A (en) Sedimentation amount measuring method based on laser ranging
CN212030515U (en) Automatic monitoring system for absolute elevation of tunnel vault settlement observation point in tunnel construction
Yin et al. Deflection monitoring of immersed tunnel element during floating transportation and installation based on series camera network
JP2002257545A (en) Simplified measuring method and measuring device of vertical displacement or the like
Chang et al. High-resolution laser receiver for construction levelling robots using multi-linear charge-coupled device (CCD) arrays
CN112964438A (en) Bridge dynamic deflection online monitoring method and system
CN116295305A (en) Real-time posture detection device for segmental reinforcement
JP2011080904A (en) Device and method of measuring position of piping opening
CN213803904U (en) Adjusting tool for horizontal conveying roller
US8712734B2 (en) Method for installing industrial components in an environment
Wierzbicki et al. Laser-inclinometric method for displacement measurements in structural health monitoring
KR200332833Y1 (en) A level maintenance device of distance measuring instrument which moves on the rail
CN112985352A (en) Box girder monitoring method and system, electronic equipment and storage medium
CN114777663B (en) Two-dimensional micro-deformation detection device for constructional engineering
JPH11337335A (en) Position measurement system for structures under construction

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230816

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240229

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240305

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240419

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240723

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240805

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7543983

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150